Question

某同学为验证“动能定理”设计了如图1所示的实验装置：用一个电磁铁吸住一个小钢球；当将电磁铁断电后，小钢球由静止开始向下加速运动；小钢球经过光电门时，计时装置将记录小钢球通过光电门所用的时间t，用游标卡尺测出小钢球的直径d，用直尺测量出小钢球由静止开始下降至光电门时的高度h，当地的重力加速度为g，那么

（1）测量小钢球的直径结果如图1所示，则小钢球的直径d=     cm．

（2）忽略了空气阻力的影响，该同学验证“动能定理”的表达式为    （用题中字母表示）．

（3）如果用这套装置验证机械能守恒定律，下面的做法能提高实验精度的是    ．

A．在保证其他条件不变的情况下，减小小球的直径

B．在保证其他条件不变的情况下，增大小球的直径

C．在保证其他条件不变的情况下，增大小球的质量

D．在保证其他条件不变的情况下，减小小球的质量

Answer

（1）1．326（2）（3）AC

【解析】试题分析：（1）由图示游标卡尺可知，其示数为13mm+13×0．02mm=11．26mm=1．326cm．

（2）该同学在验证“动能定理”的过程中，需要验证的表达式为：mgh=mv2，其中可知，．

（3）实验方案为：以小球通过光电门的时间得到小球的平均速度，以此来表示瞬时速度，然后验证：mgh＝mv2，即gh＝v2是否成立，由此验证机械能守恒，故：小球的直径越小v越精确，故A正确，B错误．由于实际存在阻力故：mgh−fh＝mv2，即：．可知所以质量越大，这一项越小，精确性越高，故C正确，D错误．故选AC。

考点：验证动能定理

【名师点睛】本题难点在于第三问，要明确实验的原理，综合不考虑空气阻力和考虑空气阻力两种情况，分别列动能定理来讨论。