Question

【題目】像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動情況的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間．如圖乙所示，氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動可視為沒有摩擦。某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．實(shí)驗(yàn)前要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度為d，實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間

（1）某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測得遮光條（圖丙）的寬度d = cm

（2）實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門所花時(shí)間為=1．2×10-2s ，則滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度為（用游標(biāo)卡尺的測量結(jié)果計(jì)算） m/s．

（3）在本次實(shí)驗(yàn)中還需要測量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m、 和 （用文字說明并用相應(yīng)的字母表示）。

（4）本實(shí)驗(yàn)，重力勢能的改變量 ，動能的改變量 （用測量的物理量符號表示），通過比較在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)二者相等，從而驗(yàn)證了系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。

Answer 1

【答案】（1）0．540cm （2）0．45m/s；

（3）滑塊上的遮光條初位置到光電門的距離S ；滑塊的質(zhì)量M

（4）mgS ； （M+m）（）2

【解析】

試題分析：（1）遮光條寬度: 0．5cm+0．05mm×8=0．540cm；

（2）依據(jù)中時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，則有，

（3、4）設(shè)遮光條前進(jìn)了s，鉤碼的重力勢能減少了：mgs，系統(tǒng)動能增加了：（M+m）（）2，所以我們可以通過比較mgs和（M+m）（）2的大小來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

需要測量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m，滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s，滑塊的質(zhì)量M