Question

18．像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間．如圖乙所示，氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒(méi)有摩擦．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．實(shí)驗(yàn)前要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度為d，實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間△t

（1）某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條（圖丙）的寬度d=1.05cm
（2）實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)所花時(shí)間為△t=1.2×10^-2s，則滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度為（用游標(biāo)卡尺的測(cè)量結(jié)果計(jì)算）0.875m/s．
（3）在本次實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m、滑塊上的遮光條初位置到光電門(mén)的距離s和滑塊的質(zhì)量M（用文字說(shuō)明并用相應(yīng)的字母表示）．
（4）本實(shí)驗(yàn)，通過(guò)比較mgs和$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fraceoyeoay{△t}$）²在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等（用測(cè)量的物理量符號(hào)表示），從而驗(yàn)證了系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析 （1、2）考查游標(biāo)卡尺和秒表的讀數(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(duì)齊的一個(gè)不估讀），滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的平均速度．
（3、4）設(shè)遮光條前進(jìn)了s，鉤碼的重力勢(shì)能減少了：mgs，系統(tǒng)動(dòng)能增加了：$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracguagkuu{△t}$）²，
所以我們可以通過(guò)比較mgs和$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracqackiew{△t}$）²的大小來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

解答 解：（1）主尺：10mm，游標(biāo)尺：對(duì)齊的是5，所以讀數(shù)為：5×0.1=0.5mm，故遮光條寬度d=10.5mm=1.05cm，
（2）依據(jù)中時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，則有，v=$\fraceki4qak{△t}$=$\frac{1.05×1{0}^{-2}}{1.2×1{0}^{-2}}$=0.875m/s
（3、4）設(shè)遮光條前進(jìn)了s，鉤碼的重力勢(shì)能減少了：mgs，系統(tǒng)動(dòng)能增加了：$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracqogkios{△t}$）²，
所以我們可以通過(guò)比較mgs和$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracg6ekay6{△t}$）²的大小來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．
需要測(cè)量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m，滑塊上的遮光條初始位置到光電門(mén)的距離s，滑塊的質(zhì)量M
故答案為：（1）1.05；（2）0.875；（3）滑塊上的遮光條初位置到光電門(mén)的距離s；滑塊的質(zhì)量M；（4）mgs；$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracceyy8km{△t}$）²

點(diǎn)評(píng) 常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)．處理實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要找出實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理我們可以尋找需要測(cè)量的物理量和需要注意的事項(xiàng)．