Question

【題目】像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．如圖乙所示，氣墊導軌是常用的一種實驗儀器，它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導軌上，滑塊在導軌上的運動可視為沒有摩擦。某實驗小組利用如圖乙所示的實驗裝置來驗證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機械能守恒．實驗前要調整氣墊導軌底座使之水平，用游標卡尺測得遮光條的寬度為d，實驗時滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間

（1）某同學用游標卡尺測得遮光條（圖丙）的寬度d = cm

（2）實驗前需要調整氣墊導軌底座使之水平，實驗時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門所花時間為=1．2×10-2s ，則滑塊經過光電門時的瞬時速度為（用游標卡尺的測量結果計算） m/s．

（3）在本次實驗中還需要測量的物理量有：鉤碼的質量m、 和 （用文字說明并用相應的字母表示）。

（4）本實驗，重力勢能的改變量 ，動能的改變量 （用測量的物理量符號表示），通過比較在實驗誤差允許的范圍內二者相等，從而驗證了系統(tǒng)的機械能守恒。

Answer 1

【答案】（1）0．540cm （2）0．45m/s；

（3）滑塊上的遮光條初位置到光電門的距離S ；滑塊的質量M

（4）mgS ； （M+m）（）2

【解析】

試題分析：（1）遮光條寬度: 0．5cm+0．05mm×8=0．540cm；

（2）依據(jù)中時刻的瞬時速度等于這段時間內的平均速度，則有，

（3、4）設遮光條前進了s，鉤碼的重力勢能減少了：mgs，系統(tǒng)動能增加了：（M+m）（）2，所以我們可以通過比較mgs和（M+m）（）2的大小來驗證機械能守恒定律．

需要測量的物理量有：鉤碼的質量m，滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s，滑塊的質量M