Question

18．小明同学设计了如图甲所示的实验装置，测量手机电池的质量，为使滑块平稳运动，小明把两块质量相等的手机电池用轻细棉线固定在滑块的两侧．接通气源，调节导轨水平，把细线的一端连接在滑块上，另一端固定在钩码上．
（1）如图乙，小明用螺旋测微器测得遮光条的宽度L=6.000mm．
（2）将固定好手机电池的滑块从图甲所示的位置由静止释放，在钩码的牵引下先后通过两个光电门，数字计时器记录遮光条通过第一个光电门的时间为△t₁=6.00×10^-3 s，通过第二个光电门的时间为△t₂=2.00×10^-3 s，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为△t=0.80 s，则手机电池的加速度a=2.5m/s²．
（3）已知钩码的质量m₁=250g，滑块与遮光条的总质量为m₂ =600g，则一块手机电池的质量为m=75g．（取重力加速度g=10m/s²）

Answer 1

分析 （1）螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数．
（2）应用速度公式求出瞬时速度，然后由加速度定义式求出加速度．
（3）对钩码、遮光条、手机电池应用牛顿第二定律可以求出手机电池的质量．

解答 解：（1）由图示螺旋测微器可知，其示数为：6mm+0.0×0.01mm=6.000mm；
（2）经过光电门1的速度：v₁=$\frac{L}{△{t}_{1}}$=$\frac{6.000×1{0}^{-3}}{6.00×1{0}^{-3}}$=1m/s，
经过光电门2的速度：v₂=$\frac{L}{△{t}_{2}}$=$\frac{6.000×1{0}^{-3}}{2.00×1{0}^{-3}}$=3m/s，
加速度：a=$\frac{{v}_{2}-{v}_{1}}{△t}$=$\frac{3-1}{0.80}$=2.5m/s²；
（3）由牛顿第二定律得：m₁g=（m₁+m₂+2m）a，
即：0.25×10=（0.25+0.6+2m）×2.5，解得：m=0.075kg=75g；
故答案为：（1）6.000；（2）2.5；（3）75．

点评 本题考查了螺旋测微器读数，考查了实验数据处理，螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数，螺旋测微器不需要估读；知道实验原理是解题的关键．