Question

13．如圖甲所示，質(zhì)量分別為m₁和m₂的物塊A和B，分別系在一條跨過定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩兩端，己知m₁＞m₂，1、2是兩個(gè)計(jì)時(shí)光電門，不計(jì)滑輪質(zhì)量和摩擦．用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．
（1）物塊B上固定有一寬度為d的擋光條，實(shí)驗(yàn)中記錄下?lián)豕鈼l通過1、2兩光電門時(shí)的時(shí)間間隔分別為△t₁和△t₂，此外還需要測(cè)量的物理量是兩光電門之間的距離h．
（2）用已知量和測(cè)量量寫出驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式（m₁-m₂）gh=$\frac{1}{2}$（m₁+m₂）（（$\fracvzv7rdv{△{t}_{2}}$）²-（$\fracrf9hd9h{△{t}_{1}}$）²）．
（3）用螺旋測(cè)微器測(cè)擋光條寬度d時(shí)的結(jié)果如圖乙所示，則d=2.600 mm．

Answer 1

分析 （1）這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理是要驗(yàn)證m_A、m_B的增加的動(dòng)能和m_A、m_B減少重力勢(shì)能是不是相等，所以我們要測(cè)量的物理量有：物塊的質(zhì)量m_A、m_B； 物塊A下落的距離h（或物塊B上升的距離h）．
（2）寫出A與B重力勢(shì)能變化的表達(dá)式與它們動(dòng)能變化的表達(dá)式，需要驗(yàn)證的是兩者相等；
（3）螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀．

解答 解：（1）通過連接在一起的A、B兩物體驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，即驗(yàn)證系統(tǒng)的勢(shì)能變化與動(dòng)能變化是否相等，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．需要測(cè)量兩光電門之間的距離h．
（2）A下降h的同時(shí)，B上升h，它們的重力勢(shì)能的變化：△E_P=（m_A-m_B）gh；
A與B動(dòng)能的變化：△E_k=$\frac{1}{2}$（m₁+m₂）（（$\frachxrnhzt{△{t}_{2}}$）²-（$\fraczjn7tdf{△{t}_{1}}$）²）
需要驗(yàn)證的是：（m₁-m₂）gh=$\frac{1}{2}$（m₁+m₂）（（$\frac9hblzfb{△{t}_{2}}$）²-（$\frac7bfr7rt{△{t}_{1}}$）²）
（3）螺旋測(cè)微器的固定刻度為2.5mm，可動(dòng)刻度為10.0×0.01mm=0.100mm，所以最終讀數(shù)為2.5mm+0.100mm=2.600mm，由于需要估讀，最后的結(jié)果可以在2.599-2.601之間．
故答案為：（1）兩光電門之間的距離h；（2）（m₁-m₂）gh=$\frac{1}{2}$（m₁+m₂）（（$\fraczx7pl7t{△{t}_{2}}$）²-（$\fracxfztplx{△{t}_{1}}$）²）；（3）2.600．

點(diǎn)評(píng) 此題為一驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)題．要求根據(jù)物理規(guī)律選擇需要測(cè)定的物理量，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法判斷系統(tǒng)重力勢(shì)能的變化量是否與動(dòng)能的變化量相同是解題的關(guān)鍵．
對(duì)于基本測(cè)量儀器如游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器等要了解其原理，要能正確使用這些基本儀器進(jìn)行有關(guān)測(cè)量．