Question

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1所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間．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)可視為沒有摩擦．
我們可以用帶光電門E、F的氣墊導(dǎo)軌以及形狀相同、質(zhì)量不等的滑塊A和B來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示，采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a．用游標(biāo)卡尺測量小滑塊的寬度d，卡尺示數(shù)如圖3所示．讀出滑塊的寬度d=______cm．
b．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平．
c．在A和B間放入一個(gè)被壓縮的輕彈簧，用電動(dòng)卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上．
d．按下電鈕放開卡銷，光電門E、F各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為5.0×10^-3s和3.4×10^-3s．滑塊通過光電門E的速度v₁=______ m/s，滑塊通過光電門F的速度；v₂=______ m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
e．關(guān)閉電源，停止實(shí)驗(yàn)．
（1）完成以上步驟中的填空；
（2）以上步驟中缺少的必要步驟是______
（3）利用上述測量的物理量，寫出驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是______．

Answer 1

【答案】分析：游標(biāo)卡尺的讀數(shù)的方法是先讀主尺的刻度，再看游標(biāo)尺上有多少個(gè)刻度n，再看游標(biāo)尺的第幾個(gè)刻度線m與主尺上的刻度線對(duì)齊，則游標(biāo)尺的讀數(shù)為m×mm，則總的讀數(shù)為主尺上的讀數(shù)+游標(biāo)尺的讀數(shù)為m×mm．
滑塊的寬度除以滑塊通過光電門的時(shí)間即為滑塊通過光電門時(shí)的速度．
由于系統(tǒng)水平方向所受合外力為0，故系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，在釋放前系統(tǒng)的動(dòng)量為0，故在釋放后系統(tǒng)的動(dòng)量仍然為0，則有m_Av₁+m_B（-v₂）=0．
解答：解：（1）滑塊的寬度應(yīng)該是主尺的示數(shù)1cm與副尺的示數(shù)的和，而副尺共有20個(gè)小格，即精確到mm，由于第三個(gè)小格與主尺刻度線對(duì)齊，故讀數(shù)為mm×3=0.15mm，所以滑塊的寬度為d=1cm+0.15mm=1cm+0.015cm=1.015cm
  滑塊通過光電門E的速度v₁===2.0 m/s
滑塊通過光電門F的速度v₂===3.0m/s
（2）由于要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，故需要知道物體的質(zhì)量，所以必須用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量m_A、m_B．
（3）由于系統(tǒng)水平方向所受合外力為0，故系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，在釋放前系統(tǒng)的動(dòng)量為0，故在釋放后系統(tǒng)的動(dòng)量仍然為0，則有m_Av₁+m_B（-v₂）=0．
本題的答案為：（1）1.015   2.0    3.0
（2）用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量m_A、m_B．
（3）則m_Av₁+m_B（-v₂）=0．
點(diǎn)評(píng)：一定要掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)的方法，這是高考的重點(diǎn)內(nèi)容．