Question

【題目】為了驗證某不規則形狀的硬質框（上下邊規則，左右邊不規則）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）。已知當地重力加速度為g。

（1）在測量不規則形狀框上下邊寬度L時，游標卡尺讀數如圖乙，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．用彈簧秤測出不規則形狀框的重力mg

B．用秒表測出整個不規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