Question

【題目】某同學(xué)利用如圖甲所示裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，器材為：鐵架臺，約50 cm的不可伸長的細(xì)線，帶孔的小鐵球，光電門和計(jì)時(shí)器（可以記錄擋光的時(shí)間），量角器，刻度尺，游標(biāo)卡尺。

實(shí)驗(yàn)前先查閱資料得到當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g，再將細(xì)線穿過小鐵球，懸掛在鐵架臺的橫桿上，在小鐵球運(yùn)動(dòng)軌跡的最低點(diǎn)安裝好光電門。將小鐵球拉離豎直方向一定夾角后從靜止釋放，小鐵球通過光電門的時(shí)間是t。依次測量擺線的長度、擺線與豎直方向的夾角θ及小鐵球的直徑d。

（1）用20分度游標(biāo)卡尺測量小鐵球直徑d，刻度線如圖乙所示，則d＝____cm.

（2）某次實(shí)驗(yàn)測得小鐵球通過光電門時(shí)記錄的時(shí)間t =5.125×10－3s，由此得小鐵球通過光電門的速度為_______m/s（保留2位有效數(shù)字）。

（3）若______等式在誤差范圍內(nèi)成立，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒。（用題中物理量符號表示）

Answer 1

【答案】 (1). （1）1.025cm (2). （2）2.0m/s (3). （3）

【解析】（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為10mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×5mm=0.25mm，則最終讀數(shù)d=10.25mm=1.025cm．

（2）鐵球通過光電門的速度

（3）鐵球減少的重力勢能為△EP＝mg(l+)(1cosθ)，增加的動(dòng)能，

若滿足mg(l+)(1cosθ)＝，即，則機(jī)械能守恒。