Question

某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來驗證鉤碼和滑塊所組成的系統由靜止釋放后機械能是否守恒。實驗前已經調整氣墊導軌底座使之水平，且選定滑塊從靜止開始運動的過程進行測量。


（1）如圖乙所示，用游標卡尺測得窄遮光條的寬度d=______cm；實驗時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數字計時器讀出遮光條通過光電門的時間s，則在遮光條經過光電門時滑塊的瞬間速度為_______m/s。（計算結果保留兩位有效數字）
（2）已知當地重力加速度為g，鉤碼的質量為m，滑塊的質量為M，在本實驗中還需要直接測量的物理量有：________（在橫線上填入選項前的編號）。
①光電門到導軌左端定滑輪的距離x
②滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s
③氣墊導軌的總長L
（3）本實驗通過比較________和是否相等（用直接測出的物理量符號寫出表達式，重力加速度為g）說明系統的機械能是否守恒。
（4）為提高實驗結果的準確程度，該實驗小組的同學對此實驗提出以下建議，其中確實對提高準確程度有作用的是_____。（在橫線上填入選項前的編號）
①繩的質量要輕，滑塊與滑輪間繩要水平
②在“輕質繩”的前提下，繩越長越好
③鉤碼的質量m越小越好

Answer 1

（1）0.48；0.40；（2）②；（3）mgs；（4）①

用游標卡尺測得窄遮光條的寬度代表物體的位移，數字計時器記錄通過光電門的時間，由位移公式計算出物體通過光電門的平均速度，用該平均速度代替物體的瞬時速度v，測出鉤碼下降的高度h，即滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s，即可由mgs和是否相等來驗證機械能守恒定律。