Question

8．某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．

（1）实验前要调整气垫导轨底座使之水平：接通气源，将滑块放于气垫导轨上，（未挂钩码前）若滑块保持静止或者轻推能做匀速直线运动，则说明导轨水平．
（2）如图乙，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=1.050cm，实验时，挂上钩码，将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t．
（3）实验中还需测量滑块的质量M，钩码的质量m，
滑块上的遮光条初位置到光电门的距离L．通过比较mgL和$\frac{1}{2}（M+m）（\frac{d}{△t}）^{2}$在实验误差允许的范围内相等（用物理量符号表示），即可验证系统的机械能守恒．

Answer 1

分析 （1）若滑块保持静止或者轻推能做匀速直线运动，则说明导轨水平．
（2）游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数．
（3）根据判断系统重力势能的减小量和动能的增加量是否相等，验证系统机械能守恒．

解答 解：（1）若滑块保持静止或者轻推能做匀速直线运动，则说明导轨水平．
（2）游标卡尺的主尺读数为10mm，游标读数为0.05×10mm=0.50mm，则最终读数为10.50mm=1.050cm．
（3）滑块通过光电门的速度$v=\frac{d}{△t}$，则系统动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}（M+m）{v}^{2}=\frac{1}{2}（M+m）（\frac{d}{△t}）^{2}$，系统重力势能的减小量为mgL，即通过比较mgL与$\frac{1}{2}（M+m）（\frac{d}{△t}）^{2}$是否相等，验证机械能守恒．需要测量的物理量：滑块的质量M，钩码的质量m，滑块上的遮光条初位置到光电门的距离L．
故答案为：（1）滑块保持静止或者轻推能做匀速直线运动，（2）1.050cm，（3）滑块的质量M，钩码的质量m，滑块上的遮光条初位置到光电门的距离L，
mgL，$\frac{1}{2}（M+m）（\frac{d}{△t}）^{2}$．

点评 常用仪器的读数要掌握，这是物理实验的基础．处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量．