Question

某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律．
（1）某同学用20分度游标卡尺测量小球的直径，读数如图甲所示，小球直径为

 

mm．图乙所示弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门A、B，计时装置测出小球通过A的时间为2.55×10^-3s，小球通过B的时间为5.15×10^-3s，由此可知小球通过光电门A、B时的速度分别为v_A、v_B，其中v_A=

 

m/s．
（2）用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，已知当地的重力加速度为g，只需比较

 

和

 

是否相等，就可以验证机械能是否守恒（用题目中给出的物理量符号表示）．

Answer 1

分析：游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读．根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球通过光电门A、B时的速度．验证机械能守恒需判断动能的增加量和重力势能的减小量是否相等．

解答：解：（1）游标卡尺的读数为10+0.05×4mm=10.20mm．
vA=

d

△t

=

10.20×10-3

2.55×10-3

m/s=4.0m/s．
（2）要验证机械能守恒，即判断重力势能的减小量与 动能的增加量是否相等，重力势能的减小量为mgh，动能的增加量为

1

2

mvA2-

1

2

mvB2，即比较gh与

vA2

2

-

vB2

2

是否相等．
故答案为：（1）10.20，4.0，（2）gh，

vA2

2

-

vB2

2

．

点评：解决本题的关键掌握验证机械能守恒定律的实验原理，知道游标卡尺的读数方法，以及知道极短时间的平均速度可以表示瞬时速度．