Question

【题目】用如图a所示装置做“验证动能定理”的实验。实验时，通过电磁铁控制小铁球从P处自由下落，小铁球依次通过两个光电门甲、乙，测得遮光时间分别为和，两光电门中心点间的高度差为h。

(1)用游标卡尺测得小铁球直径如图b所示，则小铁球的直径d =____mm；

(2)为验证动能定理，还需知道的物理量是______________（填物理量名称及符号），验证动能定理的表达式为：_____________________________；

(3)由于光电门甲出现故障，某同学实验时只改变光电门乙的高度，进行多次实验获得多组数据，分别计算出各次小铁球通过光电门乙时的速度v，并作出并作出v2-h图像。图(c)中给出了a、b、c三条直线，他作出的图像应该是直线_________；由图像得出，小铁球到光电门甲中心点的高度差为_________cm，小铁球通过光电门甲时的速度为_________m/s。（计算结果保留三位有效数字）

Answer 1

【答案】6.30 重力加速度g a 10.0 1.41(1.34—1.41)

【解析】

(1)[1]小铁球的主尺读数为6mm，游标读数为，则小铁球的直径为6.30mm；

(2)[2][3]根据动能定理则有：

而

则验证的动能定理表达式为：

可知还需要测量的物理量是重力加速度；

(3)[4]改变光电门乙的高度，根据知：

知正确的图线为直线；

[5]当时，，小铁球到光电门甲中心点的高度差为；

[6]小铁球通过光电门甲时的速度：