Question

1．如圖1所示，通過電磁鐵斷電讓小鋼球開始做自由落體運動，通過光電門可記錄小球通過光電門的時間△t．

（1）用游標(biāo)卡尺測量了小鋼球的直徑d，結(jié)果如圖2所示，他記錄的小鋼球的直徑d=10.15mm；
（2）若要驗證機械能守恒，本實驗還需要測量的物理量是小鋼球到光電門時下降的高度；
（3）若第（2）問中的物理量用x表示，請寫出運動過程中機械能守恒的表達(dá)式$2gx=\frac{miopy8g^{2}}{△{t}^{2}}$．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀；
（2、3）根據(jù)下降的高度得出重力勢能的減小量，根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度得出小鋼球通過光電門的速度，從而得出動能的增加量，列出機械能守恒的表達(dá)式，確定所需測量的物理量．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為10mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×3mm=0.15mm，則小鋼球的直徑d=10.15mm．
（2、3）小球重力勢能的減小量為mgx，小球經(jīng)過光電門的瞬時速度v=$\frach2rdhlj{△t}$，則動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{2}m•\frac{3ap2e8w^{2}}{△{t}^{2}}$，機械能守恒的表達(dá)式為：mgx=$\frac{1}{2}m\frac{m3ilnr3^{2}}{△{t}^{2}}$，即$2gx=\frac{b6m8yfc^{2}}{△{t}^{2}}$．
可知還需要測量的物理量是小鋼球到光電門時下降的高度．
故答案為：（1）10.15；（2）小鋼球到光電門時下降的高度；（3）$2gx=\frac{aaahxfk^{2}}{△{t}^{2}}$．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理，抓住重力勢能的減小量和動能的增加量是否相當(dāng)進(jìn)行驗證，掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，注意不需要估讀．