Question

【題目】用如圖1裝置“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”。在高處固定電磁鐵，通電時(shí)吸住小鐵球（圖中未畫出電磁鐵），斷電后小鐵球由靜止開始下落，通過(guò)正下方的光電門。光電門可上下移動(dòng)但始終位于鐵球球心的正下方。請(qǐng)按實(shí)驗(yàn)要求完成題中空白內(nèi)容。

（1）安裝并調(diào)整好器材。用游標(biāo)卡尺測(cè)量鐵球的三個(gè)互相垂直的直徑，取平均值為測(cè)量值d。其中某次測(cè)量的示數(shù)如圖2，該讀數(shù)為________cm。

（2）讓電磁鐵通電吸住小鐵球，測(cè)量并記錄球心到光電門的距離H．釋放小鐵球，記錄它通過(guò)光電門的時(shí)間t。

（3）改變光電門位置，重復(fù)步驟（2）多次，得到多組H、t數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)圖中描點(diǎn)連線，得如圖3直線，算出斜率k。若在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，k=_________（用當(dāng)?shù)刂亓�加速�?/span>g、鐵球直徑d表示），則實(shí)驗(yàn)成功。

（4）若第（3）問(wèn)算出的k值大于理論值的百分比超出實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍，則原因可能是_______

A．空氣阻力太大

B．鐵球通過(guò)光電門時(shí)，球心偏離光電門

C．鐵球通過(guò)光電門時(shí)，用平均速度替代了瞬時(shí)速度

D．測(cè)H時(shí)，上端不是球心而是電磁鐵底部

Answer 1

【答案】（1）1.020cm （3）2g/d2 （4）B

【解析】

（1）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。
（3）依據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)位移與速度公式，結(jié)合平均速度接近瞬時(shí)速度，及圖象的斜率，即可求解；
（4）根據(jù)上問(wèn)的斜率的表達(dá)式，即可分析求解

（1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為10mm+0.05×4mm=10.20mm=1.020cm；

（3）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)位移與速度公式，則有：

即為：

若圖像的效率為k，則有

（4）若第（3）問(wèn)算出的k值大于理論值的百分比超出實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍，則原因可能是重力加速度偏大，或測(cè)量的球直徑偏小，與其它的因素?zé)o關(guān)，故ACD錯(cuò)誤，B正確；