Question

9．某學習小組利用擺球和光電傳感器做“驗證機械能守恒定律”的實驗，如圖所示，一擺球通過細線懸于O點，在擺球球心經(jīng)過的弧線上B、C兩點，安裝光電傳感器，將擺球從A點自由釋放，測出擺球經(jīng)過B、C兩點的擋光時間，就可計算出擺球在B、C兩點的速度，設最低點D為零勢能點．
（1）用毫米刻度尺測量B點距最低點D的高度時，示數(shù)如圖所示，則B點的高度為0.2017m．
（2）已知B、C兩點距最低點D的高度分別為h_B、h_C，光電傳感器測出擺球經(jīng)過B，C點的擋光時間為t₁和t₂，已知擺球的直徑為d，重力加速度為g，為了驗證擺球在B、C兩點的機械能相等，上述已知量需要滿足的關系式是$g{h}_{B}+\frac{5xi7mdt^{2}}{2{t}_{1}^{2}}=g{h}_{C}+\frac{dvd99wx^{2}}{2{t}_{2}^{2}}$
（3）數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，C點的機械能比B點的機械能略大，其原因可能是C（填選項字母代號）
A、空氣阻力的影響
B、擺球從A點偏下地方釋放
C、C點的光電門偏離經(jīng)過的擺球球心．

Answer 1

分析 （1）刻度尺的讀數(shù)要估讀一位；
（2）通過光電門來測出經(jīng)過的時間，及光電門的寬度，根據(jù)v=$\frac{△s}{△t}$來測出速度；利用機械能守恒列出表達式；
（3）從功能關系分析產(chǎn)生誤差的原因即可．

解答 解：（1）毫米刻度尺的最小分度是1mm，則讀數(shù)為：20.17cm=0.2017m
（2）本實驗，采用光電門傳感器來測量瞬時速度，通過v=$\frac{△s}{△t}$來測出速度．則：${v}_{B}=\frac49pkg9w{{t}_{1}}$，${v}_{C}=\fracoftv11k{{t}_{2}}$
根據(jù)機械能守恒可知，$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}+mg{h}_{B}$=$\frac{1}{2}m{v}_{c}^{2}+mg{h}_{c}$
即：$g{h}_{B}+\frac{az29irk^{2}}{2{t}_{1}^{2}}=g{h}_{C}+\frac{rqrxirr^{2}}{2{t}_{2}^{2}}$
（3）A、C點在B點的下方，若考慮空氣的阻力，則C點的機械能偏小，故A錯誤；
B、若擺球從A點偏下地方釋放，則測量C時與測量B時的速度都偏小，二者相比，不會產(chǎn)生影響，即C點的機械能不會比B點偏�。�故B錯誤；
C、在測量C點時的速度時，若C點的光電門偏離經(jīng)過的擺球球心，則小球擋住光的距離偏小，根據(jù)v=$\frac{△s}{△t}$可知時間偏小，所以測量的速度偏大，致使其機械能偏大．故C正確．
故選：C
故答案為：（1）0.2017；（2）$g{h}_{B}+\frac{fh2oe26^{2}}{2{t}_{1}^{2}}=g{h}_{C}+\frac{4tcpgza^{2}}{2{t}_{2}^{2}}$；（3）C

點評 考查如何通過實驗來驗證機械能守恒，巧用光電門來簡便測量瞬時速度，同時注意在實驗中盡量減小阻力的影響．