Question

1．某實驗小組利用如圖1所示氣墊導(dǎo)軌裝置“驗證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒”

（1）如圖2所示，使用游標(biāo)卡尺測量遮光條寬度，讀數(shù)為6.20mm．
（2）實驗前需要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，操作過程是：
①卸掉（選填“掛上”、“卸掉”）鉤碼，接通（選填“接通”、“關(guān)閉”）氣源．
②調(diào)節(jié)導(dǎo)軌底座旋鈕，使得滑塊能在導(dǎo)軌上靜止，或滑塊運動時通過兩光電門遮光條遮光時間△t₁=△t₂（選填“＞”、“=”或“＜”）
（3）已知鉤碼質(zhì)量m，滑塊質(zhì)量M，遮光條寬度d，數(shù)字計時器1和2讀數(shù)為△t₁、△t₂，兩光電門之間的距離為L，若在實驗誤差允許范圍內(nèi)滿足等量關(guān)系mgl=$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracieuaoai{△{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracw2gw0ym{△{t}_{1}}$）²，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒．
（4）關(guān)于上述實驗，下列說法正確的是CD
A．兩光電門之間的距離要小一些
B．鉤碼的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量
C．滑輪應(yīng)選用輕質(zhì)的
D．該裝置也可用于研究勻變速運動．

Answer 1

分析 （1）考查游標(biāo)卡尺的讀數(shù)：先讀主尺（只讀整數(shù)），再加上游標(biāo)尺（格數(shù)乘以分度分之一，格數(shù)找對齊的一個不估讀），
（2）依據(jù)實驗原理，在不掛鉤碼，及接通電源，使其不受阻力，也沒有拉力，在任意相等時間內(nèi)，位移相等，即可判定運動性質(zhì)；
（3）設(shè)遮光條前進(jìn)了l，鉤碼的重力勢能減少了：mgl，系統(tǒng)動能增加了：$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracks0waw0{△{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracieao02o{△{t}_{1}}$）²，所以我們可以通過比較兩者的大小來驗證機(jī)械能守恒定律；
（4）根據(jù)實驗的要求，光電門距離要大，滑輪質(zhì)量要小，且不需要滿足鉤碼的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，從而即可求解．

解答 解：（1）主尺：6mm，游標(biāo)尺：對齊的是4，所以讀數(shù)為：4×0.05=0.20mm，故遮光條寬度d=6.20mm，
（2）實驗前需要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，操作過程是：
①卸掉鉤碼，從而沒有拉力作為動力，且 接通氣源，使其不受到導(dǎo)軌的阻力．
②調(diào)節(jié)導(dǎo)軌底座旋鈕，使得滑塊能在導(dǎo)軌上靜止，或滑塊運動時通過兩光電門遮光條遮光時間△t₁=△t₂，即可判定滑塊能否勻速直線運動．
（3）設(shè)遮光條前進(jìn)了l，鉤碼的重力勢能減少了：mgl，系統(tǒng)動能增加了：$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracoumusy0{△{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracww0es22{△{t}_{1}}$）²，
若在實驗誤差允許范圍內(nèi)滿足mgl=$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracsaoeaye{△{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac0wwusoe{△{t}_{1}}$）²等量關(guān)系，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒．
（4）A．兩光電門之間的距離要大一些，才能減小實驗帶來的誤差，故A錯誤；
B．不需要滿足鉤碼的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，選取整體作為研究對象的，故B錯誤；
C．滑輪應(yīng)選用輕質(zhì)的，因為在轉(zhuǎn)動過程中，滑輪會產(chǎn)生動能，故C正確；
D．該裝置可以測量出某位置的瞬時速度，運用運動學(xué)公式，也可用于研究勻變速運動，故D正確；
故答案為：（1）6.20；（2）卸掉，接通，=；（3）mgl=$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fraciwcsagu{△{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac02wu2ig{△{t}_{1}}$）²；（4）CD．

點評 常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實驗的基礎(chǔ)．處理實驗時一定要找出實驗原理，根據(jù)實驗原理我們可以尋找需要測量的物理量和需要注意的事項．
同時掌握游標(biāo)卡尺與螺旋測微器的區(qū)別，及注意實驗中選取滑塊，還是整體作為研究對象是解題的關(guān)鍵．