题目内容
【题目】物理探究小组要验证机械能守恒定律，采用如图甲装置原理，实验器材为：铁架台，约50cm不可伸长的细线，带小孔的小铁球，光电门和数据采集器（连接光电门和计算机可以记录挡光的时间），量角器，刻度尺，游标卡尺，计算机。实验前小组成员先查阅资料得到当地的重力加速度为g，再将细线穿过小铁球，悬挂在铁架台的横杆上，在小球轨迹的最低点安装好光电门，测量摆线的长度l，摆球的直径d，再将小球拉至某高处，在摆线伸直时测量摆线偏离竖直方向的夹角θ，然后静止释放小球，记录摆球通过光电门的时间t.
（1）用50分度游标卡尺测量小球直径，刻度线如图乙（中间若干刻度线未画出），则d=______cm。
（2）实验中可通过v=______计算小球通过最低点的速度。
（3）若实验数据在误差允许范围内满足
v2=______，则可得到摆球机械能守恒的结论。
【答案】2.068 
【解析】
游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读；根据铁球通过光电门的时间求出铁球通过光电门的瞬时速度，结合重力势能的减小量等于动能的增加量列出机械能守恒的表达式；
解：(1)游标卡尺的主尺读数为20mm，游标读数为0.02×34mm=0.68mm，则最终读数
；
(2)根据速度公式可得铁球通过光电门的速度
；
(3)铁球减少的重力势能为：
，增加的动能：
，若满
，即
，则机械能守恒；
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