Question

某实验小组利用如图所示 实验装置来验证钩码和滑块组成的系统机械能守恒，请将下列实验步骤中不完整之处补充完整．

（1）调整气垫导轨底座，使之水平；
（2）测量钩码的质量m，滑块与遮光板的总质量M，遮光板的初始位置与光电门的距离为x，；
（3）用游标卡尺测出遮光板的宽度（如图所示） d=    cm．
（4）实验时将滑块从图甲的初始位置由静止释放，由数字计数器读出遮光板通过光电门的时间△t=1.2×10^-2s，则滑块讲过光电门的速度为    m/s；
（5）本实验通过比较    和    在误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．

Answer

（3）游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．先读出主尺读数，看游标的0刻度线超过主尺的哪一个读数，主尺读数就读多少，游标读数用分度乘以对齐的格数；
（4）由于遮光板通过的时间很短，因此可以用平均速度来代替其通过的瞬时速度；
（5）通过比较重力做功（重力势能的减小量）和动能的增加量之间的大小关系，可以验证机械能是否守恒．
【解析】
（3）根据图示可知，主尺示数为5mm=0.5cm，游标尺上第2个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为：2×0.1mm=0.02cm，故最后读数为：0.5cm+0.02cm=0.52cm．
故答案为：0.52cm．
（4）用挡光板通过光电门的平均速度来代替瞬时速度有：

故答案为：0.433
（5）以m和M组成的系统为研究对象，系统重力势能的减小量为mgx，由于初速度为零，因此系统动能的增量为：，因此只要验证mgx与是否相等即可验证机械能是否守恒．
故答案为：mgx，．