Question

【題目】用如圖甲所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律，輕桿兩端固定兩個大小相等但質量不等的小球P、Q，桿的正中央有一光滑的水平轉軸O，使桿能在豎直面內自由轉動。O點正下方有一光電門，小球通過軌跡最低點時，球心恰好通過光電門。已知重力加速度為g。

(1)用游標卡尺測得小球的直徑如圖乙所示，則小球的直徑d＝________cm。

(2)PQ從水平位置靜止釋放，當小球P通過最低點時，與光電門連接的數字計時器顯示的擋光時間為Δt，則小球P經過最低點時的速度v＝__________（用物理量符號表示）。

(3)測得兩小球PQ球心間距離為L，小球P的質量是2m，Q的質量為m，則PQ系統重力勢能的減小量ΔEp＝________，動能的增加量為ΔEk。若在誤差允許范圍內，總滿足ΔEp________（選填“＜”“＝”或“＞”）ΔEk，則可證得系統機械能守恒。

Answer 1

【答案】1.050 ＝

【解析】

(1)[1]20分度的游標卡尺的精確度為；其的讀數為

(2)[2]小球通過最低點的速度為

(3)[3][4]小球P通過最低點時，系統重力勢能的減小量為

在實驗誤差允許的范圍內，當系統減小的重力勢能等于增加的動能時，即可驗證系統的機械能守恒。