Question

【題目】某同學用如題11-1圖所示的裝置驗證機械能守恒定律。一根細線系住鋼球，懸掛著鐵架臺上，鋼球靜止于A點，光電門固定在A的正下方。在鋼球底部豎直地粘住一片寬帶為d的遮光條。將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經過光電門的擋光時間t時由計時器測出，取 作為鋼球經過A點時的速度。記錄鋼球每次下落的高度h和計時器示數t，計算并比較鋼球在釋放點和A點之間的勢能變化大小ΔEp與動能變化大小ΔEk ， 就能驗證機械能是否守恒。

（1）ΔEp=mgh計算鋼球重力勢能變化的大小，式中鋼球下落高度h應測量釋放時的鋼球球心到______之間的豎直距離.
A.鋼球在A點時的頂端
B.鋼球在A點時的球心
C.鋼球子A點時的底端
（2）用ΔEk= 計算鋼球動能變化的大小，用刻度尺測量遮光條寬度，示數如題11-2圖所示，其讀數為cm.某次測量中，計時器的示數為0.0100 s，則鋼球的速度為v=m/s.

（3）下表為該同學的實驗結果：

他發現表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異，認為這是由于空氣阻力造成的.你是否同意他的觀點？請說明理由.
（4）請你提出一條減小上述差異的改進建議.

Answer 1

【答案】
（1）B
（2）1.50；1.50
（3）不同意，因為空氣阻力會造成ΔEk小于ΔEp ， 但表中ΔEk大于ΔEp
（4）分別測出光電門和球心到懸點的長度為L和l，計算ΔEk時，將v折算成鋼球的速度 ．
【解析】（1）小球下落的高度為初末位置球心間的距離，所以選B；（2）由圖知讀數為1.50cm，小球的速度為 ，代入解得v=1.50m/s；（3）若是空氣阻力造成的，則ΔEk小于ΔEp ， 根據表格數據知不是空氣阻力造成的。
【考點精析】本題主要考查了機械能守恒及其條件的相關知識點，需要掌握在只有重力（和彈簧彈力）做功的情形下，物體動能和重力勢能（及彈性勢能）發生相互轉化，但機械能的總量保持不變才能正確解答此題．