Question

某實(shí)驗(yàn)小組利用圖1的裝置驗(yàn)證鉤碼和滑塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，在水平桌面上固定一氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光條的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的鉤碼相連，且M:m =3:1，遮光條兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌上B點(diǎn)處有一光電門，可以測(cè)量遮光條經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的擋光時(shí)間△t，用d表示遮光條的寬度，s表示A、B兩點(diǎn)的距離，g表示當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度．（�?jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

小題1:用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d如圖2所示，則d=      ；
小題2:實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從位置A由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間△t=1.3×10^-2s，則滑塊經(jīng)過(guò)光電門B時(shí)的瞬時(shí)速度的值為           ；
小題3:改變光電門的位置進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次均令滑塊自A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，測(cè)量相應(yīng)的s與△t的值，并計(jì)算出經(jīng)過(guò)光電門的瞬時(shí)速度v，作出v² – s圖象，若不考慮誤差，認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則v²與s應(yīng)滿足的關(guān)系式為：v²=    .（用題中所給的符號(hào)表示）
小題4:實(shí)驗(yàn)中，利用數(shù)據(jù)作出的v² – s圖象如圖3所示，如果不考慮誤差，認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則可求得當(dāng)?shù)闹亓�加速度的值g=     .

小題5:如果當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度的真�?shí)值為10m/s²，則滑塊與鉤碼組成的系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到阻力的值與鉤碼重力的值之比為         。

Answer 1

小題1:
小題2:
小題3:
小題4:
小題5:

小題1:游標(biāo)卡尺主尺讀數(shù)為5mm，游標(biāo)尺上第2個(gè)刻度與主尺上某一刻度對(duì)齊，則游標(biāo)讀數(shù)為2×0.1=0.2mm，所以最終讀數(shù)為：5mm+0.2mm=5.2mm
小題2:因?yàn)橥ㄟ^(guò)光電門的時(shí)間極短，所以平均速度等于瞬時(shí)速度：

小題3:小車和鉤碼所受合外力為鉤碼的重力，所以系統(tǒng)所受合外力所做的功等于系統(tǒng)動(dòng)能的變化，根據(jù)動(dòng)能定理：，即
小題4:根據(jù)：，圖線斜率表示，又因?yàn)镸:m =3:1，所以代入圖像的斜率得g=9.0m/s²
小題5:根據(jù)牛頓第二定律：，解得