Question

1．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖1所示氣墊導(dǎo)軌裝置“驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒”

（1）如圖2所示，使用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條寬度，讀數(shù)為6.20mm．
（2）實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，操作過程是：
①卸掉（選填“掛上”、“卸掉”）鉤碼，接通（選填“接通”、“關(guān)閉”）氣源．
②調(diào)節(jié)導(dǎo)軌底座旋鈕，使得滑塊能在導(dǎo)軌上靜止，或滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)通過兩光電門遮光條遮光時(shí)間△t₁=△t₂（選填“＞”、“=”或“＜”）
（3）已知鉤碼質(zhì)量m，滑塊質(zhì)量M，遮光條寬度d，數(shù)字計(jì)時(shí)器1和2讀數(shù)為△t₁、△t₂，兩光電門之間的距離為L(zhǎng)，若在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)滿足等量關(guān)系mgl=$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac5edfm5i{△{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracda0qjs0{△{t}_{1}}$）²，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒．
（4）關(guān)于上述實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是CD
A．兩光電門之間的距離要小一些
B．鉤碼的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量
C．滑輪應(yīng)選用輕質(zhì)的
D．該裝置也可用于研究勻變速運(yùn)動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）考查游標(biāo)卡尺的讀數(shù)：先讀主尺（只讀整數(shù)），再加上游標(biāo)尺（格數(shù)乘以分度分之一，格數(shù)找對(duì)齊的一個(gè)不估讀），
（2）依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，在不掛鉤碼，及接通電源，使其不受阻力，也沒有拉力，在任意相等時(shí)間內(nèi)，位移相等，即可判定運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；
（3）設(shè)遮光條前進(jìn)了l，鉤碼的重力勢(shì)能減少了：mgl，系統(tǒng)動(dòng)能增加了：$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracl1t62js{△{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracx1s0inl{△{t}_{1}}$）²，所以我們可以通過比較兩者的大小來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求，光電門距離要大，滑輪質(zhì)量要小，且不需要滿足鉤碼的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，從而即可求解．

解答 解：（1）主尺：6mm，游標(biāo)尺：對(duì)齊的是4，所以讀數(shù)為：4×0.05=0.20mm，故遮光條寬度d=6.20mm，
（2）實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，操作過程是：
①卸掉鉤碼，從而沒有拉力作為動(dòng)力，且 接通氣源，使其不受到導(dǎo)軌的阻力．
②調(diào)節(jié)導(dǎo)軌底座旋鈕，使得滑塊能在導(dǎo)軌上靜止，或滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)通過兩光電門遮光條遮光時(shí)間△t₁=△t₂，即可判定滑塊能否勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（3）設(shè)遮光條前進(jìn)了l，鉤碼的重力勢(shì)能減少了：mgl，系統(tǒng)動(dòng)能增加了：$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frackpjf0qs{△{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac1cf1fl5{△{t}_{1}}$）²，
若在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)滿足mgl=$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac21a9blm{△{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracip0mudn{△{t}_{1}}$）²等量關(guān)系，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒．
（4）A．兩光電門之間的距離要大一些，才能減小實(shí)驗(yàn)帶來的誤差，故A錯(cuò)誤；
B．不需要滿足鉤碼的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，選取整體作為研究對(duì)象的，故B錯(cuò)誤；
C．滑輪應(yīng)選用輕質(zhì)的，因?yàn)樵谵D(zhuǎn)動(dòng)過程中，滑輪會(huì)產(chǎn)生動(dòng)能，故C正確；
D．該裝置可以測(cè)量出某位置的瞬時(shí)速度，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，也可用于研究勻變速運(yùn)動(dòng)，故D正確；
故答案為：（1）6.20；（2）卸掉，接通，=；（3）mgl=$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac0mqd1rb{△{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracvy1dg5g{△{t}_{1}}$）²；（4）CD．

點(diǎn)評(píng) 常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)．處理實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要找出實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理我們可以尋找需要測(cè)量的物理量和需要注意的事項(xiàng)．
同時(shí)掌握游標(biāo)卡尺與螺旋測(cè)微器的區(qū)別，及注意實(shí)驗(yàn)中選取滑塊，還是整體作為研究對(duì)象是解題的關(guān)鍵．