Question

【題目】某物理研究小組利用圖甲裝置驗證機械能守恒定律，在鐵架臺上安裝有一電磁鐵（固定不動）和一光電門（可上下移動），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，計時裝置可測出鋼球通過光電門的時間．

（1）用10分度的游標卡尺測量鋼球的直徑，示數如圖乙所示，可知鋼球的直徑D=___cm。

（2）多次改變光電門的位置，測量出光電門到電磁鐵下端O的距離為h（h》D），并計算出小球經過光電門時的速度v，若空氣阻力可以忽略不計，則下列關于v2-h的圖象正確的是______．

（3）鋼球通過光電門的平均速度______（選填“大于”或“小于”）鋼球球心通過光電門的瞬時速度。

Answer 1

【答案】0.96， B， 小于

【解析】

(1) 游標卡尺的主尺讀數為：0.9cm，游標尺上第6個刻度和主尺上某一刻度對齊，游標讀數為0.1×6mm=0.6mm，所以最終讀數為：0.96cm；

(2) 利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度，故：

根據機械能守恒的表達式有：，那么關于v2-h的圖象應該是一條過原點的傾斜直線，故B正確；

(3) 根據勻變速直線運動的規律得鋼球通過光電門的平均速度等于這個過程中中間時刻速度, 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速度.