Question

航天飛機(jī)繞地球做勻速圓周運動時處于完全失重狀態(tài)，所以在這種環(huán)境中已無法用天平稱量物體的質(zhì)量．某興趣小組通過查閱資料獲知，彈簧彈性勢能的公式為（其中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量）．他們設(shè)計了一種裝置用于在航天飛機(jī)中測物體的質(zhì)量，具體的方法如圖甲所示，A是待測質(zhì)量的小鐵塊，MN是平行航天飛機(jī)地板的平面，a為固定在小鐵塊上的擋光條，b、c 分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置（當(dāng)有物體從 b、c間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間）．另有一把游標(biāo)卡尺、一把毫米刻度尺、已知勁度系數(shù)為k的輕彈簧，他們設(shè)計的實驗步驟如下：
（1）用 20 個等分刻度的游標(biāo)卡尺測定小鐵塊A上的擋光條寬d，讀數(shù)如圖乙所示，則擋光條d為______mm．
（2）讓彈簧的一端固定在MN左端的航天飛機(jī)壁上（MN足夠長），彈簧的自由端處在O處，將小鐵塊與彈簧的自由端接觸，將b、c固定在彈簧的自由端以右P點（與之連接的電路未畫出），此時應(yīng)記下點______位置，然后沿MN向左壓縮彈簧使小鐵塊至點Q，此時應(yīng)測量______之間的距離L．
（3）無初速度釋放小鐵塊，讀出小鐵塊擋光條通過光電門b、c的時間為△t．則小鐵塊的質(zhì)量的表達(dá)式m=______（用符號表示）．

Answer 1

【答案】分析：（1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．
（2）（3）彈性勢能的減小量等于動能的增加量，求解出表達(dá)式后確定待測量．
解答：解：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為10mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×4mm=0.20mm，所以最終讀數(shù)為10.20mm．
（2）記錄下彈簧的壓縮量，故需記錄下O位置和OQ間的距離；
（3）速度：v=；
動能增加量：；
勢能減小量：；
機(jī)械能守恒，故：△E_p=△E_k；
聯(lián)立解得：m=；
故答案為：（1）1.020；（2）O，OQ；（3）．
點評：本題關(guān)鍵明確實驗原理，然后運用機(jī)械能守恒定律列式求解，不難．