Question

18．某物理研究小組利用圖甲裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，在鐵架臺(tái)上安裝有一電磁鐵（固定不動(dòng)）和一光電門（可上下移動(dòng)），電磁鐵通電后將鋼球吸住，然后斷電，鋼球自由下落，并通過光電門，計(jì)時(shí)裝置可測(cè)出鋼球通過光電門的時(shí)間．

（1）用10分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量鋼球的直徑，示數(shù)如圖乙所示，可知鋼球的直徑D=0.96cm．
（2）多次改變光電門的位置，測(cè)量出光電門到電磁鐵下端O的距離為h（h》D），并計(jì)算出小球經(jīng)過光電門時(shí)的速度v，若空氣阻力可以忽略不計(jì)，則下列關(guān)于v²-h的圖象可能正確的是B．

（3）鋼球通過光電門的平均速度小于（選填“大于”或“小于”）鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度，由此產(chǎn)生的誤差不能（選填“能”或“不能”）通過增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)減小．

Answer 1

分析 （1）解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．
（2）利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時(shí)速度，由此可以求出小鐵球通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度，根據(jù)機(jī)械能守恒的表達(dá)式，即可求解．
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律判斷求解．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為：0.9cm，游標(biāo)尺上第6個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，游標(biāo)讀數(shù)為0.1×6mm=0.6mm，所以最終讀數(shù)為：0.96cm．
（2）利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時(shí)速度，故：v=$\frac{D}{t}$，
根據(jù)機(jī)械能守恒的表達(dá)式有：mgh=$\frac{1}{2}$mv²，那么關(guān)于v²-h的圖象應(yīng)該是一條過原點(diǎn)的傾斜直線，故B正確，ACD錯(cuò)誤，
故選：B．
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得鋼球通過光電門的平均速度等于這個(gè)過程中中間時(shí)刻速度，
所以鋼球通過光電門的平均速度小于鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度，
由此產(chǎn)生的誤差不能通過增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)減小．
故答案為：（1）0.96；（2）B；（3）小于，不能．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于基本測(cè)量?jī)x器如游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器等要了解其原理，正確使用這些基本儀器進(jìn)行有關(guān)測(cè)量．
無(wú)論采用什么樣的方法來驗(yàn)證機(jī)械能守恒，明確其實(shí)驗(yàn)原理都是解決問題的關(guān)鍵，同時(shí)在處理數(shù)據(jù)時(shí)，要靈活應(yīng)用所學(xué)運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本規(guī)律．