Question

【題目】某同學用圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，A、B為固定在鐵架臺上的光電門，計時電腦記錄小球通過光電門的時間，使用該裝置研究小球下落運動過程中的機械能情況。計時電腦記錄小球通過A、B兩光電門的遮光時間分布是和，當地的重力加速度為g。

(1)用20分度游標卡尺測量小球直徑，刻度線如圖乙所示，則______cm；

(2)為了驗證小球自A到B過程中機械能是否守恒，還需要進行哪些實驗測量____

A.用天平測出小球的質量

B.測出小球到光電門A的豎直高度

C. A、B光電門中點間的豎直高度

(3)根據實驗測得的物理量，如果滿足________關系，即能證明小球在自A到B過程中機械能守恒；

(4)若計時電腦還記錄了小球自A到B的時間，本實驗還可以測量當地的重力加速度，則重力加速度________。（使用、、和表示）

Answer 1

【答案】1.025 C

【解析】

(1)[1]游標卡尺的主尺刻度為10mm，游標尺刻度為5×0.05mm=0.25mm，所以小球直徑

=10mm+0.25mm=10.25mm=1.025cm

(2)[2]如果機械能守恒，則小球減小的重力勢能等于增加的動能，則

即

所以不需要測量小球的質量。研究的過程是小球在兩光電門之間的能量變化，需要A、B光電門中點間的豎直高度。故AB錯誤，C正確。

(3)[3]由以上分析可知，如果滿足，即能證明小球在自A到B過程中機械能守恒。而

即

(4)[4]根據勻變速運動的速度時間關系，有

得