Question

【題目】某實驗中學的物理興趣實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置驗證系統(tǒng)的機械能守恒定律．將一氣墊導軌傾斜地固定在水平桌面上，導軌的傾角為，在氣墊導軌的左端固定一光滑的定滑輪，在靠近滑輪的B處固定一光電門，將質量為m的小球通過一質量不計的細線與一帶有遮光板的總質量為M的滑塊相連接．現(xiàn)將帶有遮光板的滑塊由氣墊導軌的A處由靜止釋放，通過計算機測出遮光板的擋光時間為t，用游標卡尺測出遮光板的寬度為b，用刻度尺測出A、B之間的距離為d．假設滑塊在B處的瞬時速度等于擋光時間t內的平均速度．由以上的敘述回答下列問題：

(1)若游標卡尺的讀數(shù)如圖乙所示，則遮光板的寬度為______mm；

(2)滑塊到達光電門B處的瞬時速度vB為__________；(用字母表示)

(3)如果該小組的同學測得氣墊導軌的傾角，在滑塊由A點運動到B點的過程中，系統(tǒng)動能增加量為______，系統(tǒng)重力勢能減少量為______，若在誤差允許的范圍內，則滑塊與小球組成的系統(tǒng)機械能守恒．重力加速度用g表示．(以上結果均用字母表示)

Answer 1

【答案】3.85； ； ；

【解析】

(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)根據極短時間內的平均速度等于瞬時速度求出滑塊到達光電門B的速度；

(3)根據B點的速度得出系統(tǒng)動能的增加量，結合下降的高度求出系統(tǒng)重力勢能的減小量．

(1) 游標卡尺的主尺讀數(shù)為3mm，游標讀數(shù)為0.05×17mm=0.85mm，則最終讀數(shù)3.85mm；

(2) 根據極短時間內的平均速度等于瞬時速度知，滑塊通過B點的瞬時速度為：；

(3) 滑塊從A處到達B處時m和M組成的系統(tǒng)的動能的增加量可表示為：

系統(tǒng)的重力勢能的減少量可表示為：△Ep=mgd-Mgdsinθ=。