Question

某課外活動小組利用豎直上拋運(yùn)動驗證機(jī)械能守恒定律．
（1）某同學(xué)用20分度游標(biāo)卡尺測量小球的直徑，讀數(shù)如圖甲所示，小球直徑為

 

cm．圖乙所示彈射裝置將小球豎直向上拋出，先后通過光電門A、B，計時裝置測出小球通過A、B的時間分別為2.55ms、5.15ms，由此可知小球通過光電門A、B時的速度分別為v_A、v_B，其中v_A=

 

 m/s．
（2）用刻度尺測出光電門A、B間的距離h，已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g，只需比較

 

是否相等，就可以驗證機(jī)械能是否守恒（用題目中涉及的物理量符號表示）．
（3）通過多次的實驗發(fā)現(xiàn)，小球通過光電門A的時間越短，（2）中要驗證的兩數(shù)值差越大，試分析實驗中產(chǎn)生誤差的主要原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．根據(jù)在極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度求出A點(diǎn)的瞬時速度．
（2）通過驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等驗證機(jī)械能守恒．
（3）小球通過光電門A的時間越短，（2）中要驗證的兩數(shù)值差越大，知速度越大，阻力越大，產(chǎn)生的誤差就越大．

解答：解：（1）小球的直徑為10mm+0.05×4mm=10.20mm=1.020cm．
vA=

d

tA

=

1.02×10-2

2.55×10-3

m/s=4.0m/s．
（2）若動能的增加量和重力勢能的減小量相等，機(jī)械能守恒，重力勢能的減小量為mgh，動能的增加量為，

1

2

mvA2-

1

2

mvB2．則驗證gh和

v 2 A

2

-

v 2 B

2

是否相等．
（3）由于受到阻力作用，小球通過光電門A的時間越短，知速度越大，阻力越大．
故答案為：（1）1.020，4.0（4或4.00 也算對）；
（2）gh和

v 2 A

2

-

v 2 B

2

；
（3）速度越大，所受阻力越大

點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理，掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，以及知道誤差形成的原因．