Question

【題目】某實驗小組的同學在做驗證機械能守恒定律的實驗，實驗裝置如圖甲所示，接下來該小組的同學完成了如下的操作：

(1)先利用10分度的游標卡尺測出了小球的直徑，其示數如圖乙所示，該示數為___________cm；

(2)將該小球由光電門1的正上方無初速度釋放，先后通過光電門1、2，通過電腦顯示的時間分別為△t1=5×10－3s、△t2=4×10－3s，若小球通過兩光電門1、2的速度分別用v1、v2表示，由以上數據可知v2=___________m/s；(保留兩位有效數字)

(3)該小組的同學測出兩光電門之間的距離為h，重力加速度用g表示，若小球的機械能守恒，則需要驗證的關系式為___________。(用題中所給字母表示)

Answer 1

【答案】(1)1.22； (2)3.0； （3）

【解析】

（1）游標卡尺的讀數等于主尺刻度讀數加上游標尺刻度讀數，不需估讀；

（2）根據極短時間內的平均速度等于瞬時速度求出小球通過兩個光電門的瞬時速度；

（3）根據下降的高度得出重力勢能的減小量，結合小球通過兩個光電門的瞬時速度求出動能的增加量，從而得出需要驗證的表達式．

(1) 游標卡尺的主尺刻度讀數為12mm，游標尺刻度讀數為0.1×2mm=0.2mm，則小球的直徑d=12.2mm=1.22cm；

(2)根據極短時間內的平均速度等于瞬時速度知，小球通過光電門2的速度為v2=d/△t2=m/s=3.0m/s；

(3)小球通過兩光電門過程中重力勢能的減小量為△Ep=mgh，動能的增加量為△Ek=，

即為：.