题目内容

【题目】某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律.一根细线系住钢球,悬挂在铁架台上,钢球静止于A点,光电门固定在A的正下方,在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条.将钢球拉至不同位置由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出,取v=作为钢球经过A点时的速度.记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t,计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk,就能验证机械能是否守恒.

(1)用ΔEp=mgh计算钢球重力势能变化的大小,式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到________之间的竖直距离.

A.钢球在A点时的顶端

B.钢球在A点时的球心

C.钢球在A点时的底端

(2)用ΔEkmv2计算钢球动能变化的大小,用刻度尺测量遮光条宽度,示数如图所示,其读数为________cm.某次测量中,计时器的示数为0.0100s,则钢球的速度为v=________m/s.

(3)下表为该同学的实验结果:

ΔEp(×10-2J)

4.892

9.786

14.69

19.59

29.38

ΔEk(×10-2J)

5.04

10.1

15.1

20.0

29.8

他发现表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异,认为这是由于空气阻力造成的.你是否同意他的观点?请说明理由.

(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议.

【答案】(1)B (2)1.50 1.50 (3)不同意 理由见 (4)见解析

【解析】(1)钢球下落高度h,应测量释放时钢球球心到钢球在A点时的球心之间的竖直距离,故选B.

(2)遮光条的宽度d=1.50cm,钢球的速度v==1.50m/s

(3)不同意,因为空气阻力会造成ΔEk小于ΔEp,但表中ΔEk大于ΔEp.

(4)分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l,计算ΔEk时,将v折算成钢球的速度v′=v.

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