Question

10．如图甲所示，两物块A、B分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，利用光电门验证A、B所构成的系统机械能守恒，遮光板质量不计，

（1）用游标卡尺和螺旋测微器分别测出遮光板的宽度如图乙所示，游标卡尺测得遮光板的宽度d=3.6mm，螺旋测微器测得遮光板的宽度为d=3.582mm．
（2）验证此过程机械能守恒，除了需要记录物体通过光电门的时间，测量遮光板的宽度外，还需要测量的物理量有物块A、B的质量，两光电门的高度差．

Answer 1

分析 （1）游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数等于固定刻度的读数加上可动刻度的读数，需要估读一位．
（2）写出A与B重力势能变化的表达式与它们动能变化的表达式，需要验证的是两者相等．根据需要验证的方程，确定还需要测量的物理量．

解答 解：（1）游标卡尺的读数为：3mm+0.1×6mm=3.6mm
螺旋测微器测得遮光板的宽度为：d=3.5mm+8.2×0.01mm=3.582mm
（2）通过连接在一起的A、B两物体验证机械能守恒定律，即验证系统的重力势能的变化量与动能的变化量是否相等，A、B连接在一起，A下降的距离一定等于B上升的距离；A、B的速度大小总是相等的．根据物体通过光电门的时间和遮光板的宽度，由v=$\frac{d}{t}$可测量出物体通过两个光电门的速度．
    B下降h的同时，A上升h，它们的重力势能的变化为：：△E_P=（m_A-m_B）gh；
A与B动能的变化为：：△E_k=$\frac{1}{2}$（m_A+m_B）（${v}_{2}^{2}$-${v}_{1}^{2}$）
需要验证的方程是：（m_A-m_B）gh=$\frac{1}{2}$（m_A+m_B）（${v}_{2}^{2}$-${v}_{1}^{2}$）
所以还需要测量A、B两物块的质量m_A和m_B，两光电门之间的距离h．
故答案为：（1）3.6、3.582（3.581～3.584均对）；（2）物块A、B的质量，两光电门的高度差．

点评 此题为一验证性实验题．要求根据物理规律选择需要测定的物理量，运用实验方法判断系统重力势能的变化量是否与动能的变化量相同是解题的关键．