Question

10．某同学设计了如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．一个电磁体吸住一个小钢球，当将电磁体断电后，小钢球将由静止开始向下做加速运动．小钢球经过光电门时，计时装置将记录小钢球通过光电门所用的时间△t，用直尺测量出小钢球由静止开始下落至光电门的高度h．重力加速度为g

（1）该同学用游标卡尺测量了小钢球的直径，结果如图乙所示，他记录的小钢球的直径d=1.450cm；
（2）在本实验中，若忽略空气阻力的影响，则最终验证机械能守恒的表达式为$2gh={（\frac{d}{△t}）^2}$（用题中符号表示）．

Answer 1

分析 （1）游标卡尺先读主尺再读出游标尺，游标尺不估读；
（2）利用平均速度代替瞬时速度算得小球经过光电门时的速度，根据机械能守恒求的表达式

解答 解：（1）由图示游标卡尺可知，其示数为14mm+10×0.05mm=14.50mm=1.450cm
（2）以小球通过光电门的时间得到小球的平均速度，以此来表示瞬时速度v=$\frac{d}{△t}$，然后验证：$mgh=\frac{1}{2}m{v}^{2}$，即$2gh=（\frac{d}{△v}）^{2}$
故答案为：（1）1.450（2）$2gh={（\frac{d}{△t}）^2}$

点评 对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，正确使用这些基本仪器进行有关测量．
要明确实验的原理，知道较短时间内平均速度能代替瞬时速度．