Question

【題目】機械能守恒定律，某同學做了如下實驗：將一小球用細繩懸掛于O點，在O點正下方安裝與光電計時器相連的光電門．將小球拉至細線水平由靜止釋放，小球向下擺動后通過光電門，光電門記錄下了小球通過光電門的時間△t，若測得小球的直徑為d．

（1）小球通過光電門時的速度大小可表示為v=_____________；

（2）要驗證小球在向下擺動過程中機械能守恒，若測得懸點到小球球心的距離為L，重力加速度用g表示，需要驗證的表達式是_________（用△t、d、L、g等物理量表示）；

（3）為了減小實驗誤差,小球應該滿足什么件：___________________．

Answer 1

【答案】 選擇質量較大且直徑較小的小球

【解析】

（1）已知經過光電門時的時間小球的直徑；則可以由平均速度表示經過光電門時的速度；故。

（2）若減小的重力勢能等于增加的動能時，可以認為機械能守恒；則有：，可得，解得：2gL△t2=d2。

（3）造成本實驗的誤差原因是，實驗過程中，可通過選擇質量較大且直徑較小的小球，或讓紙帶豎直下落，從而盡量減小受到的阻力。