Question

【題目】利用下圖的實驗裝置，探究外力做功與小球動能變化的定量關系。小球在重力作用下從開始自由下落至光電門， 某同學實驗如下：

A．用天平測定小球的質量為0.10kg；

B．用游標卡尺測出小球的直徑如上圖乙所示

C．用直尺測出電磁鐵下端到光電門的距離為81.6cm；（光電門處可看成一幾何點）

D．電磁鐵先通電，讓小球吸在電磁鐵下端

E.讓電磁鐵斷電，小球自由下落。

F.在小球經過光電門時間內，計時裝置記下小球經過光電門所用時間為3.00×10－3s。

回答下列問題：（g取10m/s2，計算結果保留三位有效數字）

①小球的直徑為 cm，

②小球經過光電門時的平均速度 m/s,其對應的動能為 J

③在本實驗中小球重力做功應該取下落的高度為 cm, 其對應的重力做功為 J

④試根據以上的數據得出本實驗的結論： 。

Answer 1

【答案】（1） ①1.20（2分） ② 4.00m/s（2分） 0.800（1分） ③ 81.0（2分） 0.810（1分）

④在誤差范圍內外力做功與動能變化量相等（1分）

【解析】試題分析：（1）由圖可得小球的直徑為1.20cm，（2）平均速度v=s/t=1.20×10-2/（3.00×10-3）=4.00m/s，動能=0.800J，（3）小球下落的高度為h=81.6-1.20/2=81.0cm，其對應的重力做功為W=mgh=0.810J，

由上面的計算可知，結論為在誤差范圍內外力做功與動能變化量相等