Question

【題目】為了驗證某不規(guī)則形狀的硬質框（上下邊規(guī)則，左右邊不規(guī)則）自由下落過程中上、下邊經過光電門整個過程中機械能是否守恒，使用了如圖甲所示的實驗裝置，已知不規(guī)則形狀框是由密度較大、上下兩邊寬度均為L的均勻材料做成。某次實驗中不規(guī)則形狀框下邊和上邊先后經過光電門的擋光時間分別為Δt1和Δt2（下邊和上邊始終水平且在同一豎直平面內且很窄）。已知當?shù)刂亓�加速度�?/span>g。

（1）在測量不規(guī)則形狀框上下邊寬度L時，游標卡尺讀數(shù)如圖乙，則L=________mm；

（2）為達到本實驗目的，還必須通過操作測量的物理量是________

A．用彈簧秤測出不規(guī)則形狀框的重力mg

B．用秒表測出整個不規(guī)則形狀框通過光電門經歷的時間t

C．用毫米刻度尺測出剛釋放時不規(guī)則形狀框下邊緣離光電門的距離d

D．用毫米刻度尺測出不規(guī)則形狀框上、下邊中心之間的距離x

（3）如果滿足_____________(請用測量的物理量和已知量來表示)，則不規(guī)則形狀框在自由下落的過程中機械能守恒。

Answer 1

【答案】10.05或10.10 D

【解析】

(1)[1]由圖乙知游標卡尺的讀數(shù)為

10.05也算正確。

(2)[2]若硬質框自由下落過程中上、下邊經過光電門整個過程中機械能守恒，則有

因此還必須通過操作測量的物理量是用毫米刻度尺測出不規(guī)則形狀框上、下邊中心之間的距離x，選項D正確，ABC錯誤。

故選D。

(3)[3]化簡得