Question

（1）有一游標卡尺，主尺的最小分度是1mm，游標上有20個小的等分刻度．用它測量一小球的直徑，如圖甲所示的讀數是

 

mm．用螺旋測微器測量一根金屬絲的直徑，如圖乙所示的讀數是

 

mm．

（2）某實驗小組利用如圖1所示的實驗裝置來驗證鉤碼和滑塊所組成的系統機械能守恒．

①實驗前需要調整氣墊導軌底座使之水平，利用現有器材如何判斷導軌是否水平？

 

．
②測得遮光條的寬度d=0.50cm；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△t=2.0×10^-2s，則滑塊經過光電門時的瞬時速度為

 

m/s．在本次實驗中還需要測量的物理量有：鉤碼的質量m、

 

和

 

（文字說明并用相應的字母表示）．
③本實驗通過比較

 

和

 

在實驗誤差允許的范圍內相等（用測量的物理量符號表示），從而驗證了系統的機械能守恒．

Answer 1

分析：（1）游標卡尺的讀數等于主尺讀數加上游標讀數，不需估讀；螺旋測微器的讀數等于固定刻度讀數加上可動刻度讀數，需估讀．
（2）根據極短時間內的平均速度表示瞬時速度求出滑塊經過光電門的速度，通過實驗的原理確定需要測量的物理量．

解答：解：（1）游標卡尺的讀數等于10mm+0.50×10mm=10.50mm，螺旋測微器的讀數等于7.5mm+0.01×0.0mm=7.500mm．
（2）開通氣源，滑塊放置在導軌上能保持靜止，則知導軌水平．
滑塊經過光電門時的瞬時速度v=

d

△t

=

0.50×10-2

2×10-2

m/s=0.25m/s．
實驗驗證系統機械能守恒，系統動能的增加量△Ek=

1

2

(M+m)v2，△E_p=mgL，判斷

1

2

(M+m)v2與mgL在誤差允許的范圍內是否相等，所以本實驗還需要測量的物理量有：鉤碼的質量m，滑塊的質量M，初時滑塊與光電門間距離L．
故答案為：（1）10.50    7.500
（2）①開通氣源，滑塊放置在導軌上能保持靜止
②0.25  滑塊質量M   初時滑塊與光電門間距離L
③

1

2

（m+M）v² mgL

點評：解決本題的關鍵知道游標卡尺和螺旋測微器的讀數方法，以及知道驗證機械能守恒定律的實驗原理．