Question

19．某实验小组利用图示装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．
（1）测得遮光条的宽度为d，实验时，将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t，可知滑块经过光电门时的速度为$\frac{d}{△t}$．
（2）实验中，还需要测量的物理量有钩码的质量m、滑块的质量M和滑块静止时的位置到光电门的距离L（文字说明并用相应的字母表示）．
（3）若钩码和滑块所组成的系统机械能守恒，则系统在误差允许的范围内满足mgL=$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{d}{△t}$）²（用测量的物理量符号表示）．

Answer 1

分析 （1）滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．
（2、3）设遮光条前进了L钩码的重力势能减少了：mgL，系统动能增加了：$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{d}{△t}$）²，所以我们可以通过比较mgL和$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{d}{△t}$）² 的大小来验证机械能守恒定律．

解答 解：（1）根据滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度，则有：v=$\frac{d}{△t}$；
（2、3）设遮光条前进了L钩码的重力势能减少了：mgL系统动能增加了：$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{d}{△t}$）²，
所以我们可以通过比较mgL和$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{d}{△t}$）² 的大小来验证机械能守恒定律．
需要测量的物理量有：钩码的质量m，滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离L，还需要测量滑块的质量M，
故答案为：（1）$\frac{d}{△t}$；（2）滑块的质量M；（3）$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{d}{△t}$）²．

点评 常用仪器的读数要掌握，这是物理实验的基础．处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项．