Question

10．如圖1所示，某同學用一端安裝有光電門的氣墊導軌AB做驗證機械能守恒定律的實驗．當光電門中有物體通過時，與之連接的數(shù)字計時器（圖中未畫出）能夠顯示擋光條的擋光時間．實驗中，B端放在水平桌面上，A端用完全相同的小木塊墊高，將滑塊自A端由靜止釋放，由數(shù)字計時器記錄擋光時間．通過調(diào)整A端所墊小木塊的數(shù)量．改變下落高度，重復做實驗．已知擋光條長度為3.00cm，固定在滑塊上．
①若滑塊從A點由靜止釋放，想完成驗證機械能守恒定律的實驗，首先，測量滑塊下落的高度即A端所有小木塊的高度之和，用游標卡尺測量其中一塊小木塊的高度如圖2，其讀數(shù)為2.06cm；其次，求出小滑塊通過光電門的速度．滑塊通過光電門時，數(shù)字計時器顯示擋光時間為1.5×10^-2s，則小滑塊的速度為2m/s．

②根據(jù)實驗中測量的速度v，滑塊下落的高度h，做出$\frac{v^2}{2}$隨下落的高度h變化的圖象，圖3中正確的是C．

Answer 1

分析 （1）解決本題的關(guān)鍵掌握游標卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀；
（2）由于擋光時間很短，因此可以用滑塊通過時的平均速度來代替瞬時速度，由此可以求出v₁，v₂的大�。�
（3、4）根據(jù)需要驗證的方程mgh=$\frac{1}{2}$mv²根據(jù)數(shù)學$\frac{{v}^{2}}{2}$-h選擇圖象，并選擇所需測量的物理量．

解答 解：（1）游標卡尺的主尺讀數(shù)為：2cm，游標尺上第6個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標讀數(shù)為0.1×6mm=0.6mm=0.06cm，
所以最終讀數(shù)為：2cm+0.06cm=2.06cm；
（2）利用平均速度代替瞬時速度，因此有：$v=\fracyq2j2y7{t}$=$\frac{0.03}{0.15}$m/s=2m/s；
（3）本實驗需要驗證的方程是 mgh=$\frac{1}{2}$mv² 即$\frac{1}{2}$v²=gh，$\frac{{v}^{2}}{2}$-h圖象是過原點的直線，故選C．
故答案為：（1）2.06；（2）2；（3）C．

點評 對于基本測量儀器如游標卡尺、螺旋測微器等要了解其原理，正確使用這些基本儀器進行有關(guān)測量，紙帶問題中熟練掌握并靈活應用勻變速運動的運動規(guī)律是求出加速度與瞬時速度的關(guān)鍵．