Question

【題目】某活動小組利用如圖甲的裝置驗證機械能守恒定律，將光電門固定在B處，鋼球從與O點登高的A點由靜止做圓周運動，通過B處的光電門，計時裝置測出鋼球通過光電門的時間為t，用鋼球通過光電門的平均速率表示鋼球通過光電門的瞬時速度，測出繩子的長度為L，小球直徑D不可忽略，當地的重力加速度為g

（1）用游標卡尺測量鋼球的直徑，讀數如圖乙所示，鋼球靜止為D=______cm；

（2）小球到達B的速度表達式為__________；（用已知字母表達）

（3）要驗證機械能守恒，只要在誤差允許的范圍內，表達式__________成立即可（用t、L、D、g表達）。

Answer 1

【答案】 ； ； ；

【解析】(1) 游標尺上共有10小格，精度為0.1 mm，用游標卡尺測量鋼球直徑為D＝(1.2＋0.1×1)cm＝1.21cm；

(2)由于小球直徑較小，利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度，所以小球到達B的速度為；

(3) 根據機械能守恒的表達式有： ，即。

點晴：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，正確使用這些基本儀器進行有關測量；無論采用什么樣的方法來驗證機械能守恒，明確其實驗原理都是解決問題的關鍵，同時在處理數據時，要靈活應用所學運動學的基本規律。