Question

某課外活動小組利用豎直上拋運動驗證機械能守恒定律．
（1）某同學用20分度游標卡尺測量小球的直徑，讀數如圖甲所示，小球直徑為

 

mm．圖乙所示彈射裝置將小球豎直向上拋出，先后通過光電門A、B，計時裝置測出小球通過A的時間為2.55×10^-3s，小球通過B的時間為5.15×10^-3s，由此可知小球通過光電門A、B時的速度分別為v_A、v_B，其中v_A=

 

m/s．
（2）用刻度尺測出光電門A、B間的距離h，已知當地的重力加速度為g，只需比較

 

和

 

是否相等，就可以驗證機械能是否守恒（用題目中給出的物理量符號表示）．

Answer 1

分析：游標卡尺的讀數等于主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．根據極短時間內的平均速度等于瞬時速度求出小球通過光電門A、B時的速度．驗證機械能守恒需判斷動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等．

解答：解：（1）游標卡尺的讀數為10+0.05×4mm=10.20mm．
vA=

d

△t

=

10.20×10-3

2.55×10-3

m/s=4.0m/s．
（2）要驗證機械能守恒，即判斷重力勢能的減小量與 動能的增加量是否相等，重力勢能的減小量為mgh，動能的增加量為

1

2

mvA2-

1

2

mvB2，即比較gh與

vA2

2

-

vB2

2

是否相等．
故答案為：（1）10.20，4.0，（2）gh，

vA2

2

-

vB2

2

．

點評：解決本題的關鍵掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理，知道游標卡尺的讀數方法，以及知道極短時間的平均速度可以表示瞬時速度．