Question

【題目】如圖甲所示的實驗裝置可用來驗證機械能守恒定律。輕桿兩端固定兩個大小相同但質量不等的小球P、Q，桿的正中央有一光滑的水平轉軸O，使得桿能在豎直面內自由轉動。O點正下方有一光電門，小球球心通過軌跡最低點時，恰好通過光電門，已知重力加速度為g。

（1）用游標卡尺測得小球的直徑如圖乙所示，則小球的直徑d=______cm。

（2）PQ從水平位置靜止釋放，當小球P通過最低點時，與光電門連接的數字計時器顯示的擋光時間為Δt，則小球P經過最低點時的速度v=_______（用字母表示）。

（3）若兩小球P、Q球心間的距離為L，小球P的質量為M，小球Q質量為m（M>m），當滿足關系式____________________時，就驗證了機械能守恒定律（所有物理量用題中字母表示）。

Answer 1

【答案】1.050

【解析】

（1）[1] 如圖乙所示，則小球的直徑

（2）[2]根據平均速度公式可得

（3）[3]根據機械能守恒，有

即