Question

9．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證滑塊（質(zhì)量用M表示）和鉤碼（質(zhì)量用m表示）組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．做實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器（圖中未畫出）可讀出遮光條通過光電門A、B的時(shí)間分別為△t₁、△t₂；滑塊運(yùn)動(dòng)通過光電門B時(shí)，鉤碼未落地，用刻度尺測得兩個(gè)光電門中心之間的距離S_AB，用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度d．

（1）如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度d=2.30mm．
（2）驗(yàn)證本系統(tǒng)機(jī)械能守恒的表達(dá)式為mgs_AB=$\frac{1}{2}$（M+m）$[（\fracuu5l2ke{△{t}_{2}}）^{2}-（\fracsy1fptn{△{t}_{1}}）^{2}]$．（用題中所給物理量的符號表示）．
（3）下列因素中會增大實(shí)驗(yàn)誤差的是AD（填字母序號）
A．氣墊導(dǎo)軌未調(diào)水平            B．滑塊質(zhì)量M和鉤碼量m不滿足m＜＜M
C．選用寬度較小的遮光條         D．兩光電門之間的距離過小．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．
（2）根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)能的增加量和重力勢能的減小量相等，結(jié)合極短時(shí)間內(nèi)平均速度求出瞬時(shí)速度，列出進(jìn)行機(jī)械能守恒的表達(dá)式．
（3）本題研究系統(tǒng)機(jī)械能守恒，不需要滿足m＜＜M，氣墊導(dǎo)軌未調(diào)水平、兩光電門間距過小、遮光條寬度太大等會增大實(shí)驗(yàn)誤差．

解答 解：（1）由圖乙知第6條刻度線與主尺刻度線對齊，d=2 mm+6×0.05 mm=2.30 mm．
（2）鉤碼的重力勢能減少了mgs_AB，系統(tǒng)的動(dòng)能增加了$\frac{1}{2}$（M+m）${{v}_{2}}^{2}$-$\frac{1}{2}$（M+m）${{v}_{1}}^{2}$，滑塊通過光電門的速度v=$\fractbrxg94{△t}$，可知驗(yàn)證本系統(tǒng)機(jī)械能守恒的表達(dá)式為mgs_AB=$\frac{1}{2}$（M+m）$[（\fracfuv9cgk{△{t}_{2}}）^{2}-（\fraczogaz6v{△{t}_{1}}）^{2}]$．
（3）本實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能守恒不需要滿足M?m，氣墊導(dǎo)軌未調(diào)水平、兩光電門間距過小、遮光條寬度太大等會增大實(shí)驗(yàn)誤差．故選：AD．
故答案為：（1）2.30；（2）mgs_AB=$\frac{1}{2}$（M+m）$[（\fracxxpe4kw{△{t}_{2}}）^{2}-（\frac95lqisy{△{t}_{1}}）^{2}]$；
�。�3）AD

點(diǎn)評 常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)．處理實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要找出實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理我們可以尋找需要測量的物理量和需要注意的事項(xiàng)．