Question

【題目】某活動小組利用圖示裝置驗證機械能守恒定律．鋼球自由下落過程中，先后通過光電門1、2，計時裝置測出鋼球通過1、2的時間分別為、，用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球通過光電門的瞬時速度，測出兩光電門間的距離為，當地的重力加速度為．

（1）用20分度的游標卡尺測量鋼球的直徑，讀數如圖所示，鋼球直徑 ．

（2）要驗證鋼球經過兩個光電門的過程中機械能守恒，則需要驗證的等式為 （用、、、D和表示）．

（3）用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時速度，由此產生的誤差 （填“能”或“不能”）通過增加實驗次數減小．

Answer 1

【答案】（1）

（2）

（3）不能

【解析】

試題（1）游標卡尺的主尺讀數為：，游標尺上第15個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標讀數為，所以最終讀數為：．

（2）利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度，故：，

根據機械能守恒的表達式有：，即只要比較與是否相等即可．

（3）根據勻變速直線運動的規律得鋼球通過光電門的平均速度等于這個過程中中間時刻速度，所以鋼球通過光電門的平均速度小于鋼球球心通過光電門的瞬時速度，由此產生的誤差不能通過增加實驗次數減小．