Question

【题目】某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒.

（1）.实验前需考调整气垫导轨底座使之水平.

（2）.如图乙所示,用游标卡尺测得遮光条的宽度d=_____cm;实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间 ,则滑块经过光电门时的瞬时速度为________m/s(结果保留两位有效数字).在本次实验中还需要测量的物理量有:钩码的质量m、滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离和滑块的质量M。

（3）.本实验通过比较________和__________(用测量的物理量符号表示)在实验误差允许的范围内相等,从而验证了系统的机械能守恒.

Answer 1

【答案】 (2)0.52cm 0.43m/s (3)mgx

【解析】（2）游标卡尺主尺读数为0.5cm，游标尺上第2个刻度与主尺上某一刻度对齐，则游标读数为2×0.1=0.2mm=0.02cm，所以最终读数为：0.5cm+0.02cm=0.52cm；
由于遮光条通过光电门的时间极短因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度，因此滑块经过光电门时的瞬时速度为：

（3）钩码和滑块所组成的系统为研究对象，其重力势能的减小量为mgx，系统动能的增量为： ，因此只要比较二者是否相等，即可验证系统机械能是否守恒．