Question

【题目】图甲所示为实验小组的同学设计的验证机械能守恒定律的实验装置。伸长可忽略的细线一端固定于铁架台上O点，另一端系一小钢球。在O点正下方P点处固定一枚锋利的刀片，刀片的刀刃与悬线的摆动方向斜交，因而能将下摆的细线瞬间割断，使下摆的小球水平抛出。Q点为小球竖直悬挂时上端点的位置，O′点是O点在地面上的竖直投影点，S为小球落地点。实验时，将小球拉至与O点等高处由静止开始释放，然后进行相关测量后计算验证。完成以下填空：

（1）用游标卡尺测量钢球直径如图乙所示，钢球直径d＝_________mm；

（2）测得细线O点到Q点的长度为l，O′Q间高度为h，O′S间距离为x。本实验所需验证的表达式为________________；

（3）本实验造成误差的原因众多，试任意说出一个除空气阻力外的其他原因：_____________；

（4）有同学说，为减小空气阻力的影响，所选钢球应尽量小。对他的说法，请简要说出你的观点：____________________________。

Answer 1

【答案】7. 25 刀片割断细线时对小球运动的影响、各长度测量时不够精确等 不同意该说法。因为当钢球太小时，细线自身重力的影响将不可忽略

【解析】

[1]主刻度尺为7mm，游标尺第五格对齐，所以读数为：

[2]小球从释放到Q点的过程，若机械能守恒，则：

平抛的过程方程为：

由以上几个式子得：

[3] 刀片割断细线时对小球运动的影响、各长度测量时不够精确等都会造成误差。

[4]当钢球太小时，细线自身重力的影响将不可忽略，而且空气阻力的影响也不可以忽略，所以不同意该说法。