Question

【题目】用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律，轻杆两端固定两个大小相等但质量不等的小球P、Q，杆的正中央有一光滑的水平转轴O，使杆能在竖直面内自由转动。O点正下方有一光电门，小球通过轨迹最低点时，球心恰好通过光电门。已知重力加速度为g。

(1)用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示，则小球的直径d＝________cm。

(2)PQ从水平位置静止释放，当小球P通过最低点时，与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为Δt，则小球P经过最低点时的速度v＝__________（用物理量符号表示）。

(3)测得两小球PQ球心间距离为L，小球P的质量是2m，Q的质量为m，则PQ系统重力势能的减小量ΔEp＝________，动能的增加量为ΔEk。若在误差允许范围内，总满足ΔEp________（选填“＜”“＝”或“＞”）ΔEk，则可证得系统机械能守恒。

Answer 1

【答案】1.050 ＝

【解析】

(1)[1]20分度的游标卡尺的精确度为；其的读数为

(2)[2]小球通过最低点的速度为

(3)[3][4]小球P通过最低点时，系统重力势能的减小量为

在实验误差允许的范围内，当系统减小的重力势能等于增加的动能时，即可验证系统的机械能守恒。