Question

【題目】利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖1所示，水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌；導軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質量為M，左端由跨過輕質光滑定滑輪的細繩與一質量為m的小球相連；遮光片兩條長邊與導軌垂直；導軌上B點有一光電門，可以測量遮光片經過光電門時的擋光時間t，用d表示A點到光電門B處的距離，b表示遮光片的寬度，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點時的瞬時速度，實驗時滑塊在A處由靜止開始運動．

（1）用游標卡尺測量遮光條的寬度b，結果如圖2所示，由此讀出b=_____c m；

（2）某次實驗測得傾角θ=30°，重力加速度用g表示，滑塊從A處到達B處時m和M組成的系統動能增加量可表示為△Ek=_____，系統的重力勢能減少量可表示為△Ep=_____，在誤差允許的范圍內，若△Ek=△Ep 則可認為系統的機械能守恒；（用題中字母表示）

（3）在上次實驗中，某同學改變A、B間的距離，作出的v2﹣d圖象如圖3所示，并測得M=m，則重力加速度g=_____m/s2．　（結果保留3位有效數字）

Answer 1

【答案】0.380

【解析】

（1）[1] 20分度的游標卡精確度為0.05mm，讀數由主尺和游標尺兩部分組成．游標零的左側整毫米為3mm，游標上第16根線與主尺對齊，16×0.05mm=0.80mm，讀數為3mm+0.80mm=3.80mm=0.380cm

（2）[2] 滑塊從A處到達B處時m和M組成的系統動能增加量為：

[3] 系統的重力勢能減少量可表示為：

（3）[4] 根據系統機械能守恒有

則

則圖象圖線的斜率

由圖象可知

則有

代入數據得．