Question

某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统由静止释放后机械能是否守恒．实验前已经调整气垫导轨底座使之水平，且选定滑块从静止开始运动的过程进行测量．

（1）如图乙所示，用游标卡尺测得窄遮光条的宽度d=______cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=1.2×10^-2s，则在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为______m/s．（计算结果保留两位有效数字）
（2）若测出钩码质量为m，滑块质量为M，滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离为s，则通过比较______和是否相等（用直接测出的物理量符号写出表达式，重力加速度为g）即可验证系统的机械能是否守恒．

Answer

（1）游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读，由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度．根据匀变速直线运动的速度位移公式求出滑块的加速度；（2）设遮光条前进了s，钩码的重力势能减少了：mgs，动能增加了：，故可以通过比较重力做功和动能的增量是否相等来验证机械能是否守恒．
【解析】
（1）游标卡尺的主尺读数为4mm，游标读数为0.1×8mm=0.8mm，所以最终读数为：4mm+0.8mm=4.8mm=0.48cm；
数字计时器记录通过光电门的时间，由位移公式计算出物体通过光电门的平均速度，用该平均速度代替物体的瞬时速度，故在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为：

故答案为：0.48；0.40．
（2）即滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s，根据功能关系可知可以通过比较mgs和是否相等来验证机械能守恒定律．
故答案为：mgs．