Question

8．某实验小组采用如图甲所示的装置来探究“做功与速度变化的关系”．实验中，运动小车碰到装置时，遮光板通过光电门且钩码尚未到达地面．实验的部分步骤如下：
①将一左端带定滑轮的长木板固定在桌面上，在长木板上靠近左端固定一个光电门计时器；
②如图乙所示．利用游标卡尺测得固定在小车上的遮光板的宽度d=8.25mm；

③测得小车释放点与光电门的距离x；
④由静止释放小车，用配套的数字毫秒表记录遮光板通过光电门所用的时间△t=0.25s，则小车通过光电门是的速度v=0.033m/s（结果保留三位有效数字）；
⑤通过测量得到钩码的质量为m，小车（带遮光板）的质量为M，则钩码重力做的功mgx大于 $\frac{1}{2}$Mv²．（填“大于”、“小于”或“等于”）

Answer 1

分析 ②游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读；
④滑块在通过光电门时，平均速度等于遮光片的宽度d与其通过的时间之比；
⑤对钩码和小车整体，根据动能定理列式求解即可．

解答 解：②游标卡尺的主尺读数为：8mm，游标尺上第5个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为5×0.05mm=0.25mm，所以最终读数为：8mm+0.25mm=8.25mm．
④滑块通过光电门时的速度：v=$\frac{d}{△t}=\frac{0.00825}{0.25}=0.033m/s$，
⑤对钩码和小车整体，根据动能定理得：
mgx=$\frac{1}{2}（M+m）{v}^{2}$，
则mgx＞$\frac{1}{2}$Mv²．
故答案为：②8.25；④0.033；⑤大于

点评 对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量，知道光电门测速的原理，难度适中．