Question

【題目】為了驗證機械能守恒定律，某同學設計了一個實驗，裝置如圖1所示，物塊A的質量為m1，物塊B和遮光片的總質量為m2，用通過定滑輪的輕細線連接，m1＜m2，開始用于托著B靜止，細線伸直。此時遮光片到光電門的距離為H，然后釋放物塊B，當遮光片通過光電門時，光電門記錄的遮光時間是2.11×10-3s．已知遮光片的寬度為d，且d＜H，在測遮光片的寬度d時，使用20分度的游標卡尺來測量，準確操作后，部分刻線如圖2所示，重力加速度為g。

（1）遮光片的寬度d為______cm。

（2）物塊B經過光電門時的速度為______m/s。（保留兩位有效數字）

（3）在誤差允許的范圍內，需要滿足關系式______，即可驗證機械能守恒。（用題中所給的字母表示）

（4）在實際運算驗證時，第（3）中的關系式兩邊的數值總是有些差異，你認為原因可能是______（答對一條即可給分）。

Answer 1

【答案】1.055 5.0 =（m2-m1）gH 存在阻力作用

【解析】

（1）游標卡尺的主尺讀數為10mm，游標讀數為0.05×11mm=0.55mm，則遮光片的寬度d=10.55mm=1.055cm。

（2）物塊B經過光電門的瞬時速度為：。

（3）系統重力勢能的減小量△Ep=（m2-m1）gH，系統動能的增加量為：，

當時，系統機械能守恒。

（4）在實際運算驗證時，第（3）中的關系式兩邊的數值總是有些差異，可能的原因是存在阻力作用。