Question

小明利用如图装置用于验证机械能守恒定律。将电磁铁固定在铁架台上，一块长度为d的小铁片受到电磁铁的吸引静止于A点，将光电门固定在A的正下方B处。调整光电门位置，可改变小铁片下落高度h。记录小铁片每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较小铁片在释放点A和点B之间的势能变化大小ΔE_p与动能变化大小ΔE_k，就能验证机械能是否守恒。

取作为小铁片经过光电门时速度。d为小铁片长度，t为小铁片经过光电门的挡光时间，可由计时器测出。

（1）用计算小铁片动能变化的大小，用刻度尺测量小铁片长度d，示数如题图所示，其读数为________cm．某次测量中，计时器的示数为0．0150 s，则小铁片通过光电门时速度为v₁=_________m/s．

（2）v₁相比小铁片中心通过光电门时速度v₂   ___（选填偏大，偏小）

（3）整理实验数据时发现的ΔE_p与ΔE_k不完全相等。小明分析原因如下：

①空气阻力；

②小铁片通过光电门时中间时刻和中间位置速度不相等；

③长度d值的测量；以上原因属于系统误差的是          （选填序号）。

Answer

（1）1．50 , 1m/s （2）偏小 （3）①②

【解析】试题分析:（1）刻度尺读数的方法，需估读一位，所以读数为1．50cm；某次测量中，计时器的示数为0．0150s，则钢球的速度为：．

（2）由匀变速直线运动的推论知v1即为中间时刻的瞬时速度，v2为中间位置的速度，匀变速直线运动都有．

（3）偶然误差是人为因素造成的，结果会不确定偏大或偏小，如操作、读数，③属于此类；系统误差是实验原理具有的缺陷，结果出现一致性偏差，如①和②．

考点：考查验证机械能守恒定律．

名师点睛：对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量；抓住某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出瞬时速度的大小是解题的关键．