题目内容
【题目】某同学用图甲所示的装置完成了“验证机械能守恒定律”的实验.
（1）首先利用20分度的游标卡尺测出了小球的直径，其示数如图乙所示，该示数为____cm；
（2）将该小球由光电门1的正上方无初速度释放，先后通过光电门1、2,通过电脑显示的时间分别为
、
，若小球的直径为
，该小组的同学测出两光电门之间的距离为
，重力加速度大小用g表示，若小球的机械能守恒，则需要验证的关系式为_________.(用题中所给字母表示）
（3）本题“用小球通过光电门的平均速度表示小球球心通过光电门的瞬时速度”，但从严格意义上讲是不准确的，小球通过光电门的平均速度____(选填“〉”或“<”）小球球心通过光电门的瞬时速度.
【答案】0.575 
<
【解析】
（1）[1]小球的直径：
mm+0.05mm×15=5.75mm=0.575cm；
（2）[2]小球通过光电门1的速度为
小球通过光电门2的速度为
所以动能的增加量为
小球通过两光电门过程中重力势能的减小量为
若小球的机械能守恒，则有：
化简得：
（3）[3]小球通过光电门的平均速度等于该过程中间时刻的瞬时速度，因小球做加速运动，在中间时刻时小球球心还没到达光电门位置，所以小球通过光电门的平均速度小于小球球心通过光电门的瞬时速度。
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