题目内容
20．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实验前小组同学调整气垫导轨底座使之水平，并查得当地重力加速度g=9.78m/s2．
②如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=0.52cm； 实验时将滑块从图所示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=1.2×10-2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为0.43m/s．在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、滑块质量M和滑块移动的位移s（文字说明并用相应的字母表示）．
③本实验通过比较钩码的重力势能的减小量mgs和$\frac{1}{2}（M+m）{（\frac{d}{△t}）}^{2}$在实验误差允许的范围内是否相等（用以上物理量符号表示），从而验证系统的机械能守恒．
分析 （2）考查游标卡尺和秒表的读数：先读主尺（只读整数），再加上游标尺（格数乘以分度分之一，格数找对齐的一个不估读），滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．
（3）设遮光条前进了s，钩码的重力势能减少了：mgs，系统动能增加了：$\frac{1}{2}（M+m）{（\frac{d}{△t}）}^{2}$，所以我们可以通过比较mgs和$\frac{1}{2}（M+m）{（\frac{d}{△t}）}^{2}$的大小来验证机械能守恒定律．
解答 解：（2）主尺：5mm，游标尺：对齐的是2，所以读数为：2×$\frac{1}{10}$=0.2mm，故遮光条宽度d=5.2mm=0.52 cm，
v=$\frac{d}{△t}$=$\frac{0.52×10-2}{1.2×10-2}$m/s=0.43m/s
（3）设遮光条前进了s，钩码的重力势能减少了：mgs，系统动能增加了：$\frac{1}{2}（M+m）{（\frac{d}{△t}）}^{2}$，所以我们可以通过比较mgs和$\frac{1}{2}（M+m）{（\frac{d}{△t}）}^{2}$的大小来验证机械能守恒定律．
需要测量的物理量有：滑块移动的位移s
故答案为：（2）5.2；0.433；滑块移动的位移s（3）$\frac{1}{2}（M+m）{（\frac{d}{△t}）}^{2}$
点评 常用仪器的读数要掌握，这是物理实验的基础．处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项．
练习册系列答案
相关题目
如图所示，在光滑水平地面置有一凹形滑板ABC，紧靠左侧障碍物P，质量为M=4m，AB为半径为R=0.45m的$\frac{1}{4}$光滑弧面，BC长度为L，滑块P1和P2的质量均为m，P1与BC面的动摩擦因数为μ=0.80，P2与BC之间的摩擦忽略；开始时P1以v0=4m/s的初速度从A点沿弧面滑下，P2静止在滑板最左端C点，P1和P2 碰撞后粘成一粘合体P，g=10m/s2．求：
如图所示，小球A以初速v0沿光滑平台向右运动，竖直静止悬挂的小球B，恰好与平台右端接触．一水平放置、半径R=0.5m的薄壁圆桶绕轴OO′匀速转动，转动角速度ω=5πrad/s，桶壁上离左端s=0.2m处开有一长度d=0.8m的长孔，孔宽略大于小球A的直径．圆桶左端和平台右端平齐，顶端距平台h=0.8m．若A、B两球发生弹性正碰时（碰撞时间极短），长孔恰好运动到桶的正上方，碰后B上摆，A沿水平方向抛射向长孔．已知v0方向、悬线和圆桶的轴线在同一竖直面上，小球B的质量为m，A的质量是B的k倍，悬线长L=0.8m，视两球为质点，g=10m/s2，不考虑空气阻力．
5．设想“嫦娥号”登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，测得其周期为T，飞船在月球上着陆后，自动机器人用测力计测得质量为m的仪器重力为P．已知引力常量为G，由以上数据可以求出的量有（ ）
| A． | 月球的半径 | B． | 月球的第一宇宙速度 | ||
| C． | 仪器随月球自转的加速度 | D． | 飞船的质量 |
如图所示，可视为质点的总质量为m=60kg的滑板运动员（包括装备），从高为H=15m的斜面AB的顶端A点由静止开始沿斜面下滑，在B点进入光滑的四分之一圆弧BC，圆弧BC的半径为R=5m，运动员经C点沿竖直轨道冲出向上运动，经时间t=2s后又落回轨道．若运动员经C点后在空中运动时只受重力，轨道AB段粗糙、BC段光滑（g=10m/s2）．求：