Question

10．如圖甲所示，兩物塊A、B分別系在一條跨過(guò)定滑輪的軟繩兩端，利用光電門(mén)驗(yàn)證A、B所構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，遮光板質(zhì)量不計(jì)，

（1）用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)出遮光板的寬度如圖乙所示，游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光板的寬度d=3.6mm，螺旋測(cè)微器測(cè)得遮光板的寬度為d=3.582mm．
（2）驗(yàn)證此過(guò)程機(jī)械能守恒，除了需要記錄物體通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間，測(cè)量遮光板的寬度外，還需要測(cè)量的物理量有物塊A、B的質(zhì)量，兩光電門(mén)的高度差．

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．螺旋測(cè)微器的讀數(shù)等于固定刻度的讀數(shù)加上可動(dòng)刻度的讀數(shù)，需要估讀一位．
（2）寫(xiě)出A與B重力勢(shì)能變化的表達(dá)式與它們動(dòng)能變化的表達(dá)式，需要驗(yàn)證的是兩者相等．根據(jù)需要驗(yàn)證的方程，確定還需要測(cè)量的物理量．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為：3mm+0.1×6mm=3.6mm
螺旋測(cè)微器測(cè)得遮光板的寬度為：d=3.5mm+8.2×0.01mm=3.582mm
（2）通過(guò)連接在一起的A、B兩物體驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，即驗(yàn)證系統(tǒng)的重力勢(shì)能的變化量與動(dòng)能的變化量是否相等，A、B連接在一起，A下降的距離一定等于B上升的距離；A、B的速度大小總是相等的．根據(jù)物體通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間和遮光板的寬度，由v=$\fracfxoo0vu{t}$可測(cè)量出物體通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的速度．
    B下降h的同時(shí)，A上升h，它們的重力勢(shì)能的變化為：：△E_P=（m_A-m_B）gh；
A與B動(dòng)能的變化為：：△E_k=$\frac{1}{2}$（m_A+m_B）（${v}_{2}^{2}$-${v}_{1}^{2}$）
需要驗(yàn)證的方程是：（m_A-m_B）gh=$\frac{1}{2}$（m_A+m_B）（${v}_{2}^{2}$-${v}_{1}^{2}$）
所以還需要測(cè)量A、B兩物塊的質(zhì)量m_A和m_B，兩光電門(mén)之間的距離h．
故答案為：（1）3.6、3.582（3.581～3.584均對(duì)）；（2）物塊A、B的質(zhì)量，兩光電門(mén)的高度差．

點(diǎn)評(píng) 此題為一驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)題．要求根據(jù)物理規(guī)律選擇需要測(cè)定的物理量，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法判斷系統(tǒng)重力勢(shì)能的變化量是否與動(dòng)能的變化量相同是解題的關(guān)鍵．