Question

【題目】物理探究小組要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，采用如圖甲裝置原理，實(shí)驗(yàn)器材為：鐵架臺(tái)，約50cm不可伸長(zhǎng)的細(xì)線，帶小孔的小鐵球，光電門和數(shù)據(jù)采集器（連接光電門和計(jì)算機(jī)可以記錄擋光的時(shí)間），量角器，刻度尺，游標(biāo)卡尺，計(jì)算機(jī)。實(shí)驗(yàn)前小組成員先查閱資料得到當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>g，再將細(xì)線穿過(guò)小鐵球，懸掛在鐵架臺(tái)的橫桿上，在小球軌跡的最低點(diǎn)安裝好光電門，測(cè)量擺線的長(zhǎng)度l，擺球的直徑d，再將小球拉至某高處，在擺線伸直時(shí)測(cè)量擺線偏離豎直方向的夾角θ，然后靜止釋放小球，記錄擺球通過(guò)光電門的時(shí)間t.

（1）用50分度游標(biāo)卡尺測(cè)量小球直徑，刻度線如圖乙（中間若干刻度線未畫(huà)出），則d=______cm。

（2）實(shí)驗(yàn)中可通過(guò)v=______計(jì)算小球通過(guò)最低點(diǎn)的速度。

（3）若實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在誤差允許范圍內(nèi)滿足v2=______，則可得到擺球機(jī)械能守恒的結(jié)論。

Answer 1

【答案】2.068

【解析】

游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀；根據(jù)鐵球通過(guò)光電門的時(shí)間求出鐵球通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度，結(jié)合重力勢(shì)能的減小量等于動(dòng)能的增加量列出機(jī)械能守恒的表達(dá)式；

解：(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為20mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.02×34mm=0.68mm，則最終讀數(shù)；

(2)根據(jù)速度公式可得鐵球通過(guò)光電門的速度；

(3)鐵球減少的重力勢(shì)能為：，增加的動(dòng)能：，若滿，即，則機(jī)械能守恒；