Question

某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．
（1）實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，利用現(xiàn)有器材如何判斷導(dǎo)軌是否水平？

接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，若滑塊基本保持靜止，則說明導(dǎo)軌是水平的（或輕推滑塊，滑塊能基本做勻速直線運(yùn)動）．

．
（2）如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度d=

0.52

cm；實(shí)驗(yàn)時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時器讀出遮光條通過光電門的時間△t=2.0×10^-3s，則滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度為

2.6

m/s．
（3）本實(shí)驗(yàn)除了上述器材外還需

天平

，并比較

m₁gx和

1

2

(m1+m2)v2

的大小，如在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等（用測量的物理量符號表示），就可驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析：（1）氣墊導(dǎo)軌接通電源后可以認(rèn)為是光滑的，若滑塊在軌道上任何位置都能靜止，說明軌道水平；
（2）掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，即主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀；本實(shí)驗(yàn)中由于遮光條通過光電門的時間極短因此可以利用平均速度來代替其瞬時速度大小；
（3）該實(shí)驗(yàn)需要比較鉤碼重力勢能的減小量和系統(tǒng)動能的增加量之間的關(guān)系，因此還需要的器材是天平．

解答：解：（1）當(dāng)氣墊導(dǎo)軌接通電源后，導(dǎo)軌可以認(rèn)為是光滑的，判斷是否水平的方法是：接通電源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，若滑塊基本保持靜止，則說明導(dǎo)軌是水平的（或輕推滑塊，滑塊能基本做勻速直線運(yùn)動）．
故答案為：接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，若滑塊基本保持靜止，則說明導(dǎo)軌是水平的（或輕推滑塊，滑塊能基本做勻速直線運(yùn)動）．
（2）游標(biāo)卡尺主尺讀數(shù)為0.5cm，游標(biāo)尺上第2個刻度與主尺上某一刻度對齊，則游標(biāo)讀數(shù)為2×0.1=0.2mm=0.02cm，所以最終讀數(shù)為：0.5cm+0.02cm=0.52cm；
由于遮光條通過光電門的時間極短因此可以利用平均速度來代替其瞬時速度，因此滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度為：
v=

d

△t

=2.6m/s
故答案為：0.52，2.6．
（3）鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)為研究對象，其重力勢能的減小量為mgs，因此需要太平測量鉤碼的質(zhì)量；
系統(tǒng)動能的增量為：

1

2

(m1+m2)v2，因此只要比較二者是否相等，即可驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒．
故答案為：天平，m₁gx和

1

2

(m1+m2)v2

點(diǎn)評：物理實(shí)驗(yàn)如何變化，正確理解實(shí)驗(yàn)原理都是解答實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，同時加強(qiáng)物理基本規(guī)律在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．