Question

【題目】某同學用圖甲所示的裝置完成了“驗證機械能守恒定律”的實驗

（1）首先利用螺旋測微器測出了小球的直徑，其示數如圖乙所示，該示數為d=________mm；

（2）將該小球由光電門1的正上方無初速度釋放，先后通過光電門1、2，通過電腦顯示的時間分別為s、s，由以上數據可知小球通過光電門2的速度為____m/s（計算結果保留2位有效數字），如果換成直徑較小的球，則實驗誤差將______（選填“增大”、“不變”或“減小”）。

（3）該小組的同學測出兩光電門之間的距離為h，重力加速度大小用g表示，若小球的機械能守恒，則需要驗證的關系式為__________（用題中所給字母表示）。

Answer 1

【答案】mm 8.9 減小

【解析】

（1）螺旋測微器的固定刻度讀數為17.5mm，可動刻度讀數為0.01×30.5mm=0.305mm，所以最終讀數為17.805mm。

（2）根據極短時間內的平均速度等于瞬時速度知，即，則有小球通過光電門2的速度為，代入數據得：m/s；如果換成直徑較小的球，根據，可知平均速度與瞬時速度更接近，所以誤差減小；

（3）小球通過兩光電門過程中重力勢能的減小量為，動能的增加量為：，若小球的機械能守恒，則有：，質量m約去得：。