Question

【題目】用如圖a所示裝置做“驗證動能定理”的實驗。實驗時，通過電磁鐵控制小鐵球從P處自由下落，小鐵球依次通過兩個光電門甲、乙，測得遮光時間分別為和，兩光電門中心點間的高度差為h。

(1)用游標卡尺測得小鐵球直徑如圖b所示，則小鐵球的直徑d =____mm；

(2)為驗證動能定理，還需知道的物理量是______________（填物理量名稱及符號），驗證動能定理的表達式為：_____________________________；

(3)由于光電門甲出現故障，某同學實驗時只改變光電門乙的高度，進行多次實驗獲得多組數據，分別計算出各次小鐵球通過光電門乙時的速度v，并作出并作出v2-h圖像。圖(c)中給出了a、b、c三條直線，他作出的圖像應該是直線_________；由圖像得出，小鐵球到光電門甲中心點的高度差為_________cm，小鐵球通過光電門甲時的速度為_________m/s。（計算結果保留三位有效數字）

Answer 1

【答案】6.30 重力加速度g a 10.0 1.41(1.34—1.41)

【解析】

(1)[1]小鐵球的主尺讀數為6mm，游標讀數為，則小鐵球的直徑為6.30mm；

(2)[2][3]根據動能定理則有：

而

則驗證的動能定理表達式為：

可知還需要測量的物理量是重力加速度；

(3)[4]改變光電門乙的高度，根據知：

知正確的圖線為直線；

[5]當時，，小鐵球到光電門甲中心點的高度差為；

[6]小鐵球通過光電門甲時的速度：