Question

7．圖甲是驗證機械能守恒定律的裝置．一根輕細線系住鋼球，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質量不計、寬度為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．記錄鋼球每次下落的高度h和計時器示數t．

（1）△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，示數如圖乙所示，則遮光條寬度為1.50cm，某次測量中，計時器的示數為0.0150s，則鋼球的速度為v=1.00m/s（結果保留三位有效數字）．
（3）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．

Answer 1

分析 （1）小球下落的高度h是初末位置球心之間的高度差；
（2）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鋼球的速度．

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，即鋼球下落的高度h應為釋放時的鋼球球心到鋼球在A點時的球心之間的豎直距離，故選：B．
（2）遮光條寬度為1.50cm，根據極短時間內的平均速度等于瞬時速度知，鋼球的速度v=$\fracp9vv5xb5{t}=\frac{1.50×1{0}^{-2}}{0.015}m/s=1.00m/s$．
故答案為：（1）B，（2）1.50，1.00．

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．