题目内容

【题目】某实验小组用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。将一钢球用细线系住悬挂在铁架台上,钢球静止于A点。在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条。在A的正下方固定一光电门。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可由计时器测出,取作为钢球经过A点时的瞬时速度。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点之间重力势能的变化大小与动能的变化大小,就能验证机械能是否守恒。

(1)用计算钢球动能变化量的大小,用刻度尺测量遮光条宽度,示数如图乙所示,其读数为_________cm。某次测量中,计时器的示数为0.0100s,则钢球经过A时的速度_________ m/s(保留三位有效数字)。

(2)下表为该实验小组的实验结果:

从表中发现△Ep与△Ek之间存在差异,可能造成该差异的原因是_________。

A.用计算钢球重力势能的变化大小时,钢球下落高度为测量释放时钢球球心到球在A点时底端之间的竖直距离

B.钢球下落过程中存在空气阻力

C.实验中所求速度是遮光条的速度,比钢球速度略大

【答案】1.50 1.50 C

【解析】

(1)[1][2].刻度尺的最小分度值为1mm,需估读一位,所以读数为1.50cm;
钢球经过A的速度为

(2)[3].表中的△Ep与△Ek之间存在差异,且有△Ek>△EP;
A.钢球下落高度h为测量释放时钢球球心到球在A点时底端之间的竖直距离,测量的高度h偏大则△EP偏大,故A错误;
B.若钢球下落过程中存在空气阻力,则有重力势能减少量大于钢球的动能增加量,即△EP>△Ek,故B错误;
C.实验中所求速度是遮光条的速度,比钢球速度略大,导致△Ek>△EP,故C正确。

故选C。

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