Question

【題目】用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，輕桿兩端固定兩個(gè)大小相等但質(zhì)量不等的小球P、Q，桿的正中央有一光滑的水平轉(zhuǎn)軸O，使桿能在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。O點(diǎn)正下方有一光電門，小球通過(guò)軌跡最低點(diǎn)時(shí)，球心恰好通過(guò)光電門。已知重力加速度為g。

(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)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(dāng)小球P通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，與光電門連接的數(shù)字計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間為Δt，則小球P經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度v＝__________（用物理量符號(hào)表示）。

(3)測(cè)得兩小球PQ球心間距離為L，小球P的質(zhì)量是2m，Q的質(zhì)量為m，則PQ系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量ΔEp＝________，動(dòng)能的增加量為ΔEk。若在誤差允許范圍內(nèi)，總滿足ΔEp________（選填“＜”“＝”或“＞”）ΔEk，則可證得系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

Answer 1

【答案】1.050 ＝

【解析】

(1)[1]20分度的游標(biāo)卡尺的精確度為；其的讀數(shù)為

(2)[2]小球通過(guò)最低點(diǎn)的速度為

(3)[3][4]小球P通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量為

在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，當(dāng)系統(tǒng)減小的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能時(shí)，即可驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。