Question

【题目】晓东同学用如图1所示的装置验证机械能守恒定律．一根细线系住钢球，悬挂着铁架台上，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方．在钢球底部竖直地粘住一片宽带为d的遮光条．将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t时由计时器测出，取作为钢球经过A点时的速度．记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小△Ep与动能变化大小△Ek，就能验证机械能是否守恒．

（1）△Ep=mgh计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到______之间的竖直距离．
（A）钢球在A点时的顶端 （B）钢球在A点时的球心 （C）钢球在A点时的底端
（2）用△Ek=mv2计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图2所示，其读数为______cm．某次测量中，计时器的示数为0.0100s，则钢球的速度约为v=______m/s．

（3）下表为晓东同学的实验结果：

他发现表中的△Ep与△Ek之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的．但是，唐唐同学不同意他的观点．你是否同意晓东同学的观点？请说明理由：________________．
（4）请你提出减小上述差异的改进建议__________________________________________．

Answer 1

【答案】 B 不同意，空气的阻力造成的，则要小于，所以误差不是空气阻力造成的 分别是小球的球心到悬点的距离和光电门到悬点的距离和L，在计算小球的动能时，使用的速度为：

【解析】（1）小球下落的高度h是初末位置球心之间的高度差，所以要选B；
（2）刻度尺读数的方法，需估读一位，所以读数为1.50cm；某次测量中，计时器的示数为0.0100s，则钢球的速度为：

（3）不同意．
从表中的数据可知，小球动能的增加量大于小球的重力势能的减小量；若空气的阻力造成的，则△EK要小于△WP，所以误差不是空气的阻力造成的．
（4）由图可知，在该实验中所求的速度是遮光片的速度，而不是小球的速度，二者之间的速度略有差别．由于小球与遮光片都做圆周运动，它们具有相等的角速度ω，根据角速度与线速度之间的关系：v=ωr可知，小球的速度与遮光片的速度之间的关系为： ; l和L分别是小球的球心到悬点的距离和光电门到悬点的距离，所以在计算小球的动能时，使用的速度为：