Question

【題目】某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來驗證鉤碼和滑塊所組成的系統機械能守恒。

（1）某同學用游標卡尺測得遮光條（圖乙）的寬度d=_______________cm；

（2）實驗前需要調整氣墊導軌底座使之水平，實驗時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數字計時器讀出遮光條通過光電門所花時間為Δt=1.2×10ˉ2 s，則滑塊經過光電門時的瞬時速度為（用游標卡尺的測量結果計算）_______________m/s。

（3）在本次實驗中還需要測量的物理量有：鉤碼的質量m、_______________和_______________（用文字說明并用相應的字母表示）。

（4）本實驗，通過比較_______________和_______________在實驗誤差允許的范圍內相等（用測量的物理量符號表示），從而驗證了系統的機械能守恒。

Answer 1

【答案】（1）0.540 （2）0.45 （3）滑塊上的遮光條初位置到光電門的距離s 滑塊的質量M （4）mgs

【解析】（1）游標卡尺主尺讀數為5 mm，游標尺讀數為8×0.05 mm，所以游標卡尺讀數為5 mm+8×0.05 mm=0.540 cm；

（2）滑塊經過光電門時可認為勻速直線運動，經過時的平均速度約等于瞬時速度；

（3）因為需要驗證動能的變化和重力勢能的變化，所以需要測量滑塊上的遮光條初位置到光電門的距離s、鉤碼的質量m、滑塊的質量M；

（4）本實驗，通過比較重力勢能的變化量mgs和動能的增量是否相等。