Question

7．某同学利用验证牛顿第二定律的实验装置验证动能定理，在一端带滑轮的长木板上放置一个光电门，其位置可移动，与光电门相连的计时器可以显示出遮光片通过光电门所用的时间．改变光电门的位置进行多次测量，每次都使小车上的遮光片从某一固定位置由静止开始运动．
（1）用螺旋测微器测量出遮光片的宽度d，读数为2.362mm，请在螺旋测微器相应括号里填入相应数据，示数a为：2，示数b为：35
（2）用米尺测量出小车释放位置与光电门之间的距离S，并记录遮光片通过光电门所用的时间t，测得小车的质量为M（满足M＞＞m，其中m为钩码的质量），为减小实验误差
①你认为实验操作之前必须进行的操作是平衡摩擦力；
②小车动能的增量△E_K=$\frac{2M{S}^{2}}{{t}^{2}}$（用题中给定的字母表示）．

Answer 1

分析 （1）游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．
（2）由于每次都使小车上的遮光片从紧靠光电门甲处由静止开始运动，小车做匀加速直线运动，则小车经过光电门乙的速度为全过程中的平均速度的2倍；如果知道了小车通过光电门的位移，根据W=Fx计算出外力对小车做的功．根据平均速度的公式计算出末速度，从而得到动能的表达式．

解答 解：（1）螺旋测微器的读数为2.362mm，所以螺旋测微器的固定刻度为2mm，可动刻度为36，所以示数a为2，示数b为35．
（2）①动摩擦因数没有给出，所以要平衡摩擦力；
②外力做功：W=FS=mgS
动能的增量：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}M{v}^{2}-0$，
由$\overline{v}=\frac{{v}_{0}+{v}_{t}}{2}$=$\frac{S}{t}$
得末速度v=$\frac{2S}{t}$，代入得$△{E}_{k}=\frac{2M{S}^{2}}{{t}^{2}}$
故答案为：（1）2；35；（2）①平衡摩擦力    ②$\frac{2M{S}^{2}}{{t}^{2}}$

点评 对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量．