如圖所示，是用光電計時器等器材做“驗*機械能守恆定律”的實驗．圖*中a、b分別是光電門的激光發*和接收裝置．圖...

問題詳情：

如圖所示，是用光電計時器等器材做“驗*機械能守恆定律”的實驗．圖*中a、b分別是光電門的激光發*和接收裝置．圖（乙）中在滑塊上安裝一遮光板，把滑塊放在水平氣墊導軌上，並通過跨過定滑輪的細繩與鈎碼相連．測得滑塊（含遮光板）質量為M、鈎碼質量為m、遮光板寬度為d、當地的重力加速度為g．將滑塊在圖示位置釋放後，光電計時器記錄下遮光板先後通過兩個光電門的時間分別為△t1、△t2．

（1）用遊標卡尺測量遮光板寬度，測量結果如圖（*）所示，則讀數為   cm．

（2）若實驗中測得兩光電門中心之間的距離為L，本實驗中驗*機械能守恆的表達式為： （用題目中給定的字母表示）．

（3）若測得的系統動能增加量大於重力勢能減少量，請分析可能的原因     ．

【回答】

考點：驗*機械能守恆定律．

專題：實驗題．

分析：（1）解決本題的關鍵掌握遊標卡尺讀數的方法，主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．

（2）實驗原理是：求出通過光電門1時的速度v1，通過光電門1時的速度v2，測出兩光電門間的距離A，在這個過程中，減少的重力勢能能：△Ep=mgL，增加的動能為：△Ek=（M+m）v22﹣（M+m）v12；再比較減少的重力勢能與增加的動能之間的關係．

（3）將氣墊導軌傾斜後，由於滑塊的重力勢能的增加或減少沒有記入，故增加的動能和減少的重力勢能不相等，兩種情況分別討論．

解答：  解：（1）遊標卡尺的主尺讀數為10mm，遊標尺上第3個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以遊標讀數為3×0.05mm=0.15mm，所以最終讀數為：10mm+0.15mm=10.15mm=1.015cm．

（2）實驗原理是：求出通過光電門1時的速度v1，通過光電門1時的速度v2，測出兩光電門間的距離A，在這個過程中，減少的重力勢能能：△Ep=mgL，增加的動能為：（M+m）v22﹣（M+m）v12

我們驗*的是：△Ep與△Ek的關係，即驗*：△Ep=△Ek代入得：

mgL=（M+m）v22﹣（M+m）v12

又：v1=；v2= 代入得：

mgL=（M+m）（）2﹣（M+m）（）2

即：（M+m）（）2=mgL+（M+m）（）2；

（3）將氣墊導軌傾斜後，由於滑塊的重力勢能的增加或減少沒有記入，故增加的動能和減少的重力勢能不相等：若左側高，系統動能增加量大於重力勢能減少量；若右側高，系統動能增加量小於重力勢能減少量；故氣墊導軌的左側偏高．

故*為：

（1）1.015；（2）mgL+（M+m）（）2；（3）氣墊導軌的左側偏高．

點評：正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發進行分析所需實驗器材、實驗步驟、所測數據等，會起到事半功倍的效果．

知識點：機械能守恆定律

題型：實驗,探究題