Question

【題目】利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律．實驗裝置示意圖如圖1所示：

(1)實驗步驟：

A．將氣墊導軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，將導軌調至水平．

B．用游標卡尺測量擋光條的寬度l，結果如圖2所示，由此讀出l=_____mm．

C．由導軌標尺讀出兩光電門中心之間的距離s=______cm．

D．將滑塊移至光電門1左側某處，待砝碼靜止不動時，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2．

E．從數字計時器（圖1中未畫出）上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時間△t1和△t2．

F．用天平稱出滑塊和擋光條的總質量M，再稱出托盤和砝碼的總質量m．

(2)用表示直接測量量的字母寫出下列所求物理量的表達式：

①在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中，系統勢能的減少△Ep=____（重力加速度為g）,系統動能的增加量=_____________

②在實驗誤差允許的范圍內，如果△Ep=ΔEk則可認為驗證了機械能守恒定律．

Answer 1

【答案】 9.30 60.00 mgs

【解析】

(1)該游標卡尺的精確度為0.05mm，主尺讀數為：9mm，副尺讀數為：6×0.05mm=0.30mm，故遮光條寬度l=9.30mm；兩光電門中心之間的距離s=80.30cm-20.30cm=60.00cm；

(2)在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中，系統勢能的減少：△EP=mgs；由于擋光條寬度很小，因此將擋光條通過光電門時的平均速度當作瞬時速度．,;通過光電門1，系統（包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼）的總動能為,通過光電門2，系統（包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼）的總動能為；故動能增加量為：.