Question

11．某同學(xué)用如圖甲所示裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，輕繩與輕滑輪間的摩擦不計(jì)，繩子不可伸長．重物A（含擋光片）和重物B的質(zhì)量分別為m和M，松手后重物B由靜止開始向下運(yùn)動，擋光片通過兩光電門的時間分別為△t₁和△t₂，測得光電門1到光電門2中心的豎直距離為h．
（1）用游標(biāo)卡尺測出重物A上擋光片的寬度d如圖乙所示，則d=9.50mm
（2）如果滿足關(guān)系式Mgh-mgh=$\frac{1}{2}（M+m）（（\fracfd1v79p{△{t}_{2}}）^{2}-（\fracpnbplj1{△{t}_{1}}）^{2}）$（用以上已知量的符號表示，已知重力加速度為g），則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．
（3）請寫出一條可能引起該實(shí)驗(yàn)誤差的原因可能是空氣阻力，也可能是讀數(shù)的誤差

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．
（2）根據(jù)鋼球通過光電門的時間求出小球通過光電門的瞬時速度，結(jié)合重力勢能的減小量等于動能的增加量列出機(jī)械能守恒的表達(dá)式；
（3）依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，可確定誤差的來源．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為9mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×10mm=0.50mm，則最終讀數(shù)d=9.50mm．
（2）物體A通過1的瞬時速度v₁=$\fracf3rtt1j{△{t}_{1}}$，
通過2的瞬時速度v₂=$\fracttfnnfz{△{t}_{2}}$，
根據(jù)機(jī)械能守恒得，Mgh-mgh=$\frac{1}{2}（M+m）（{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}）$，
整理得，Mgh-mgh=$\frac{1}{2}（M+m）（（\fracnlvpdvd{△{t}_{2}}）^{2}-（\frac1fvhhf1{△{t}_{1}}）^{2}）$．
（3）引起該實(shí)驗(yàn)誤差的原因可能是空氣阻力，也可能是讀數(shù)的誤差；
故答案為：（1）9.50；（2）Mgh-mgh=$\frac{1}{2}（M+m）（（\fracfbzbprx{△{t}_{2}}）^{2}-（\fracj1jh1td{△{t}_{1}}）^{2}）$；（3）可能是空氣阻力，也可能是讀數(shù)的誤差．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，知道極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度的大小，基礎(chǔ)題．