Question

【題目】某活動小組利用圖甲裝置驗證機械能守恒定律。鋼球自由下落過程中，先后通過光電門A、B， 計時裝置測出鋼球通過A、B的時間分別為tA、tB。用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時速度。測出兩光電門間的距離為h，鋼球直徑為D，當地的重力加速度為g：

(1)用20分度的游標卡尺測量鋼球的直徑，如圖乙所示，鋼球直徑D =____________ cm；

(2)用所測的物理量符號表達出小球運動的加速度a =____________；

(3)要驗證機械能守恒，只要比較____________；

A. 與gh是否相等 B.與2gh是否相等

C.與gh是否相等 D.與2gh是否相等

(4)實際鋼球通過光電門的平均速度____________（選填“大于”或“小于”） 鋼球球心通過光電門的瞬時速度，此誤差____________（選填“能”或“不能”）通過增加實驗次數減小；

下列做法中，可以減小“驗證機械能守恒定律”實驗誤差的是____________。

A.選用質量大體積小的球 B.減小小球下落初位置與光電門A高度差

C.適當增大兩光電門高度差h D.改用10分度的游標卡尺測D的大小

Answer 1

【答案】0.950cm D 小于 不能 AC

【解析】

(1)[1]游標卡尺的主尺讀數為：0.9cm，游標尺上第10個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標讀數為

鋼球直徑為

(2)[2]利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度，故速度為

根據機械能守恒的表達式有

小球運動的加速度為

(3)[3]根據機械能守恒的表達式有

即只要比較與2gh是否相等，故選D；

(4)[4]根據勻變速直線運動的規律得鋼球通過光電門的平均速度等于這個過程中間時刻速度，而中間時刻的瞬時速度小于小球中間位置時的瞬時速度；故鋼球通過光電門的平均速度小于鋼球球心通過光電門的瞬時速度；

[5]利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度，誤差不能通過增加實驗次數減小；

[6]A.選用質量大體積小的球，可以減小空氣阻力的影響，故A正確；

BC.適當增大兩光電門高度差h ，小球運動的速度更大，測量速度精度更高，故B錯誤，C正確；

D.改用10分度的游標卡尺精度比20分度的游標卡尺精度低，故D錯誤。

故選AC。