Question

【題目】某實驗小組成員用如圖甲所示的裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。擋板A和光電門B安裝在鐵架臺上，調整光電門的位置，使光電門剛好位于擋板的正下方，讓小球貼著擋板自由下落，下落過程中經過光電門時，光電計時器記錄下小球通過光電門時間t，當地重力加速度為g。

(1)實驗前先用游標卡尺測出小球的直徑，示數如圖乙所示，可知小球的直徑D=__ cm。

(2)為了驗證機械能守恒定律，該實驗還需要測量的物理量是____________。

A.小球的質量m

B.AB之間的距離H

C.小球從A到B的下落時間tAB

(3)要驗證機械能守恒，只要驗證表達式____________成立即可。

(4)實驗中小鋼球通過光電門的平均速度____________(選填“大于”或“小于”)小鋼球球心通過光電門時的瞬時速度。

Answer 1

【答案】1.015 B 小于

【解析】

(1)[1]游標卡尺的主尺讀數為:1.0cm，游標尺上第3個刻度和主尺上某一刻度對齊，游標讀數為

0.05

所以最終讀數為:1.015cm;

(2)[2]小球自由下落時重力勢能轉化為動能，

聯立可求得

因此需要測H，故B項正確AC選項錯誤。

(3)[3]根據機械能守恒有

所以實驗驗證的表達式為

成立即可。

(4)[4]在計算時把平均速度當做瞬時速度處理了，那么這個平均速度實際上等于小球過光電門時中點時刻的速度，由于小球速度越來越大，所以中間時刻在球心的下方，即小鋼球通過光電門的平均速度小于小鋼球球心通過光電門時的瞬時速度。