Question

17．光电计时器结构如图a所示，当有物体从M、N间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，若知物体的长度，就可知道物体通过光电门的速度．如图b，E、F为上下两个光电门，现要利用此装置探究机械能守恒定律．

①读出如图c游标卡尺测量的物块A厚度为1.21cm．
②让物块A从某一位置下落，通过测量并计算得出它通过光电门E和F的速度分别为v₁和v₂，已知当地重力加速度为g，若要探究物块在EF之间运动的过程机械能是否守恒，还需测量的物理量为E、F之间的距离L．
③若$\frac{1}{2}m（{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}）$和mgL在误差允许的范围内相等，则可说明物块的机械能守恒．（用物理量的字母符号表示）

Answer 1

分析 游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数；测出两光电门间的距离，如果物体在两光电门间的动能之差等于物体重力势能的变化，则物体的机械能守恒．

解答 解：①由图示游标卡尺可知，主尺示数为1.2cm，游标尺示数为1×0.1mm=0.01cm，
游标卡尺示数为1.2cm+0.01cm=1.21cm；
②③用刻度尺测出E、F两点间的距离L，如果物体从E到F过程中动能的变化量$\frac{1}{2}m（{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}）$与物体重力势能的变化量mgL在误差允许的范围内相等，则可说明物块的机械能守恒．
故答案为：①1.21；
②E、F之间的距离L；
③$\frac{1}{2}m（v_2^2-v_1^2）$；mgL

点评 求出研究对象的动能变化量和重力势能的变化量进行比较即可验证机械能守恒．
物理实验如何变化，正确理解实验原理都是解答实验的关键，同时加强物理基本规律在实验中的应用．