Question

【题目】为了验证某不规则形状的硬质框（上下边规则，左右边不规则）自由下落过程中上、下边经过光电门整个过程中机械能是否守恒，使用了如图甲所示的实验装置，已知不规则形状框是由密度较大、上下两边宽度均为L的均匀材料做成。某次实验中不规则形状框下边和上边先后经过光电门的挡光时间分别为Δt1和Δt2（下边和上边始终水平且在同一竖直平面内且很窄）。已知当地重力加速度为g。

（1）在测量不规则形状框上下边宽度L时，游标卡尺读数如图乙，则L=________mm；

（2）为达到本实验目的，还必须通过操作测量的物理量是________

A．用弹簧秤测出不规则形状框的重力mg

B．用秒表测出整个不规则形状框通过光电门经历的时间t

C．用毫米刻度尺测出刚释放时不规则形状框下边缘离光电门的距离d

D．用毫米刻度尺测出不规则形状框上、下边中心之间的距离x

（3）如果满足_____________(请用测量的物理量和已知量来表示)，则不规则形状框在自由下落的过程中机械能守恒。

Answer 1

【答案】10.05或10.10 D

【解析】

(1)[1]由图乙知游标卡尺的读数为

10.05也算正确。

(2)[2]若硬质框自由下落过程中上、下边经过光电门整个过程中机械能守恒，则有

因此还必须通过操作测量的物理量是用毫米刻度尺测出不规则形状框上、下边中心之间的距离x，选项D正确，ABC错误。

故选D。

(3)[3]化简得