Question

9．某實驗小組利用如圖甲所示的氣墊導軌實驗裝置來驗證滑塊（質(zhì)量用M表示）和鉤碼（質(zhì)量用m表示）組成的系統(tǒng)機械能守恒．做實驗時，將滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器（圖中未畫出）可讀出遮光條通過光電門A、B的時間分別為△t₁、△t₂；滑塊運動通過光電門B時，鉤碼未落地，用刻度尺測得兩個光電門中心之間的距離S_AB，用游標卡尺測得遮光條的寬度d．

（1）如圖乙所示，用游標卡尺測得遮光條的寬度d=2.30mm．
（2）驗證本系統(tǒng)機械能守恒的表達式為mgs_AB=$\frac{1}{2}$（M+m）$[（\frac3txtfp1{△{t}_{2}}）^{2}-（\fracrhxvttj{△{t}_{1}}）^{2}]$．（用題中所給物理量的符號表示）．
（3）下列因素中會增大實驗誤差的是AD（填字母序號）
A．氣墊導軌未調(diào)水平            B．滑塊質(zhì)量M和鉤碼量m不滿足m＜＜M
C．選用寬度較小的遮光條         D．兩光電門之間的距離過�。�

Answer 1

分析 （1）游標卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀．
（2）根據(jù)系統(tǒng)動能的增加量和重力勢能的減小量相等，結(jié)合極短時間內(nèi)平均速度求出瞬時速度，列出進行機械能守恒的表達式．
（3）本題研究系統(tǒng)機械能守恒，不需要滿足m＜＜M，氣墊導軌未調(diào)水平、兩光電門間距過小、遮光條寬度太大等會增大實驗誤差．

解答 解：（1）由圖乙知第6條刻度線與主尺刻度線對齊，d=2 mm+6×0.05 mm=2.30 mm．
（2）鉤碼的重力勢能減少了mgs_AB，系統(tǒng)的動能增加了$\frac{1}{2}$（M+m）${{v}_{2}}^{2}$-$\frac{1}{2}$（M+m）${{v}_{1}}^{2}$，滑塊通過光電門的速度v=$\frac1pvrpfz{△t}$，可知驗證本系統(tǒng)機械能守恒的表達式為mgs_AB=$\frac{1}{2}$（M+m）$[（\fraczltrz1d{△{t}_{2}}）^{2}-（\fracj7tpxxt{△{t}_{1}}）^{2}]$．
（3）本實驗中驗證系統(tǒng)的機械能守恒不需要滿足M?m，氣墊導軌未調(diào)水平、兩光電門間距過小、遮光條寬度太大等會增大實驗誤差．故選：AD．
故答案為：（1）2.30；（2）mgs_AB=$\frac{1}{2}$（M+m）$[（\fracf375xpv{△{t}_{2}}）^{2}-（\fracz7b33rh{△{t}_{1}}）^{2}]$；
　（3）AD

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．