Question

10．如圖甲所示，兩物塊A、B分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端，利用光電門驗證A、B所構成的系統(tǒng)機械能守恒，遮光板質量不計，

（1）用游標卡尺和螺旋測微器分別測出遮光板的寬度如圖乙所示，游標卡尺測得遮光板的寬度d=3.6mm，螺旋測微器測得遮光板的寬度為d=3.582mm．
（2）驗證此過程機械能守恒，除了需要記錄物體通過光電門的時間，測量遮光板的寬度外，還需要測量的物理量有物塊A、B的質量，兩光電門的高度差．

Answer 1

分析 （1）游標卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀．螺旋測微器的讀數(shù)等于固定刻度的讀數(shù)加上可動刻度的讀數(shù)，需要估讀一位．
（2）寫出A與B重力勢能變化的表達式與它們動能變化的表達式，需要驗證的是兩者相等．根據(jù)需要驗證的方程，確定還需要測量的物理量．

解答 解：（1）游標卡尺的讀數(shù)為：3mm+0.1×6mm=3.6mm
螺旋測微器測得遮光板的寬度為：d=3.5mm+8.2×0.01mm=3.582mm
（2）通過連接在一起的A、B兩物體驗證機械能守恒定律，即驗證系統(tǒng)的重力勢能的變化量與動能的變化量是否相等，A、B連接在一起，A下降的距離一定等于B上升的距離；A、B的速度大小總是相等的．根據(jù)物體通過光電門的時間和遮光板的寬度，由v=$\fracqgocubo{t}$可測量出物體通過兩個光電門的速度．
    B下降h的同時，A上升h，它們的重力勢能的變化為：：△E_P=（m_A-m_B）gh；
A與B動能的變化為：：△E_k=$\frac{1}{2}$（m_A+m_B）（${v}_{2}^{2}$-${v}_{1}^{2}$）
需要驗證的方程是：（m_A-m_B）gh=$\frac{1}{2}$（m_A+m_B）（${v}_{2}^{2}$-${v}_{1}^{2}$）
所以還需要測量A、B兩物塊的質量m_A和m_B，兩光電門之間的距離h．
故答案為：（1）3.6、3.582（3.581～3.584均對）；（2）物塊A、B的質量，兩光電門的高度差．

點評 此題為一驗證性實驗題．要求根據(jù)物理規(guī)律選擇需要測定的物理量，運用實驗方法判斷系統(tǒng)重力勢能的變化量是否與動能的變化量相同是解題的關鍵．