Question

5．某同學用如圖1所示的裝置驗證機械能守恒定律．一根細線系住鋼球，懸掛在鐵架臺上，鋼球靜止于A點，光電門固定在A的正下方．在鋼球底部豎直地粘住一片寬帶為d的遮光條．將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經過光電門的擋光時間t可由計時器測出，取v=$\fracp9vv5xb5{t}$作為鋼球經過A點時的速度．記錄鋼球每次下落的高度h和計時器示數t，計算并比較鋼球在釋放點和A點之間的勢能變化大小△E_p與動能變化大小△E_k，就能驗證機械能是否守恒．

（1）用△E_p=mgh計算鋼球重力勢能變化的大小，式中鋼球下落高度h應測量釋放時的鋼球球心到B之間的豎直距離．
（A）鋼球在A點時的頂端
（B）鋼球在A點時的球心
（C）鋼球在A點時的底端
（2）用△E_k=$\frac{1}{2}$mv²計算鋼球動能變化的大小，用刻度尺測量遮光條寬度，示數如圖2所示，其讀數為1.50cm．某次測量中，計時器的示數為0.0100s，則鋼球的速度為v=1.50m/s．
（3）如表為該同學的實驗結果：
他發現表中的△E_p與△E_k之間存在差異，你認為這是所測量速度為擋光片的速度，比小球速度大造成的．應該如何修正測出固定點到擋光片的距離算出小球速度即可．

△Ep（×10-2J）	4.892	9.786	14.69	19.59	29.38
△Ek（×10-2J）	5.04	10.1	15.1	20.0	29.8

Answer 1

分析 小球下落的高度h是初末位置球心之間的高度差；掌握刻度尺讀數的方法，需估讀一位；根據極短時間內的平均速度等于瞬時速度求出最低點小球的速度．
結合實驗的裝置與實驗的原理，分析誤差產生的原因，從而提出建議．

解答 解：（1）小球下落的高度h是初末位置球心之間的高度差，故選：B；
（2）刻度尺讀數的方法，需估讀一位，所以讀數為1.50cm；某次測量中，計時器的示數為0.0100s，則鋼球的速度為：v=$\fracp9vv5xb5{t}=\frac{1.50×1{0}^{-2}}{0.01}m/s=1.50m/s$．
（3）在該實驗中所求的速度是遮光片的速度，而不是小球的速度，比小球的速度大，應該測出固定點到擋光片的距離算出小球速度即可．
故答案為：（1）B；（2）1.50，1.50；（3）所測量速度為擋光片的速度，比小球速度大，測出固定點到擋光片的距離算出小球速度即可．

點評 對于基本測量儀器如游標卡尺、螺旋測微器等要了解其原理，要能正確使用這些基本儀器進行有關測量；知道極短時間內的平均速度等于瞬時速度的大�。�