Question

【題目】在現(xiàn)黨《驗(yàn)證機(jī)械能守能定律》實(shí)驗(yàn)的過程中，某同學(xué)為驗(yàn)證彈簧和小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，

設(shè)計(jì)了如下方案和實(shí)驗(yàn)步驟：

①如圖所示，將一跟輕質(zhì)彈簧的下端豎直固定在水平桌面上，彈簧上端連接一質(zhì)量為m 的小鐵球，鐵球上固定有輕小的遮光條；一根帶有插銷孔的光滑透明塑料圓管，豎直地套在小球和彈簧外，也固定于水平面上：塑料圓管側(cè)面有平行于管軸的光滑開槽，遮光條套在槽中，露出槽外，可沿槽光滑運(yùn)動(dòng)，小球直徑略小于管徑：

②塑料圓管上裝上兩個(gè)關(guān)于彈簧原長(zhǎng)位置對(duì)稱的光電門，調(diào)節(jié)光電門使遮光條通過光電門時(shí)能很好地遮擋光線；

③將小球拉到C處，用插銷鎖住，彈贊處于在彈性限度內(nèi)的伸長(zhǎng)狀態(tài)；

④接通光電門電源，拔出插銷；記錄下小球通過A、B光電門時(shí)速光條的遮光時(shí)間分別為、；

⑤斷開電源，整理儀器。

(1)為完成實(shí)驗(yàn)，除了以步驟還需要測(cè)量或進(jìn)行的步驟有：______________________________________。

（2）該同學(xué)還用游標(biāo)卡尺測(cè)量了小球直徑d，如圖甲所示，讀數(shù)為__________；用螺旋測(cè)微器測(cè)量了遮光條寬度1，如圖乙所示，讀數(shù)為___________。

(3)已知重力加速度為g，若小球和彈簧系統(tǒng)(含地球) 的機(jī)械能守恒，則可表達(dá)為________________(用以上測(cè)量量和已知量的符號(hào)表示）。

Answer 1

【答案】 兩光電門之間的距離、遮光條的寬度 10.30mm 4.586mm

【解析】（1）要驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需驗(yàn)證，所以需測(cè)出兩光電門之間的距離；要計(jì)算小球的速度，根據(jù)v=l/t，需測(cè)出遮光條的寬度l。

（2）游標(biāo)卡尺的主尺刻度為10mm，游標(biāo)尺刻度為6×0.05mm=0.30mm，小球的直徑讀數(shù)為10mm+0.30mm=10.30mm；螺旋測(cè)微器固定尺刻度為4.5mm,螺旋尺刻度為8.6×0.01=0.086mm，遮光條寬度1的讀數(shù)為4.5mm+0.086mm=4.586mm。

（3）由于兩光電門處彈性勢(shì)能相等，故，整理得： 。