Question

【题目】某实验小组的同学在做验证机械能守恒定律的实验，实验装置如图甲所示，接下来该小组的同学完成了如下的操作：

(1)先利用10分度的游标卡尺测出了小球的直径，其示数如图乙所示，该示数为___________cm；

(2)将该小球由光电门1的正上方无初速度释放，先后通过光电门1、2，通过电脑显示的时间分别为△t1=5×10－3s、△t2=4×10－3s，若小球通过两光电门1、2的速度分别用v1、v2表示，由以上数据可知v2=___________m/s；(保留两位有效数字)

(3)该小组的同学测出两光电门之间的距离为h，重力加速度用g表示，若小球的机械能守恒，则需要验证的关系式为___________。(用题中所给字母表示)

Answer 1

【答案】(1)1.22； (2)3.0； （3）

【解析】

（1）游标卡尺的读数等于主尺刻度读数加上游标尺刻度读数，不需估读；

（2）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球通过两个光电门的瞬时速度；

（3）根据下降的高度得出重力势能的减小量，结合小球通过两个光电门的瞬时速度求出动能的增加量，从而得出需要验证的表达式．

(1) 游标卡尺的主尺刻度读数为12mm，游标尺刻度读数为0.1×2mm=0.2mm，则小球的直径d=12.2mm=1.22cm；

(2)根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小球通过光电门2的速度为v2=d/△t2=m/s=3.0m/s；

(3)小球通过两光电门过程中重力势能的减小量为△Ep=mgh，动能的增加量为△Ek=，

即为：.