Question

在“用單擺測定重力加速度”的實驗中．
（1）某同學選取了符合要求的單擺，在自由懸掛狀態下測出擺線長為70.65cm，再用游標卡尺測量了小球的直徑，如圖甲所示，讀數為

 

mm．
（2）測量單擺的周期時，她使用光電門來測量，在擺放光電門裝置時，單擺處于自由懸掛狀態，光電門的發光口與接光口的連線（即光電門細光束所在直線）正好通過小球的中心，在單擺小角度振動過程中，擺球不斷經過發光口與接光口這間而擋光，與光電門相連的監視器可以顯示光電門的擋光時段和時刻，如圖乙所示（圖中只呈現開始擋光時刻）．由此可知單擺的周期為

 

s．
（3）用L表示擺線長度，d表示小球直徑，T表示單擺周期，通過計算求得重力加速度的大小為g=

 

（用L、d、T等表示）

（4）接著，該同學根據實驗所得的重力加速度g=9.78m/s²，利用此裝置來驗證機械能守恒定律，她在小球的后方放一塊與小球的振動面平行的豎直板，如圖所示，在板平面上過小球平衡位置畫一條水平線，在上方一定位置再畫若干條水平線，然后，逐次把小球球心拉到與某條平行線等高，靜止釋放小球，用光電門測出小球經過最低點的擋光時間，結合小球的直徑即可算出小球到最低點的速度和動能，測出下落高度可以計算重力勢能的減少量，來驗證小球在運動過程中機械能是否守恒．某次釋放時，球心到最低點的高度差h=5.50cm，在最低點的擋光時間為0.020s，之前測得小球質量為20g，則該過程中小球動能的增加量為

 

J，重力勢能的減少量為

 

J．（結果保留三們有效數字）

Answer 1