Question

某同学将小球a、b分别固定于一轻杆的两端，杆呈水平且处于静止状态，释放轻杆使a、b两球随轻杆逆时针转动，用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，已知重力加速度大小为g。

(1)若实验中没有现成的遮光条，用现有的等质量的遮光片替代，用螺旋测微器测量A遮光片的宽度如图乙所示，其读数为______mm；用20分度的游标卡尺测量B遮光片的宽度如图丙所示，其读数为 ____mm.为了减小实验误差，实验中应选用 ______遮光片作为遮光条（选填“A”或“B”）.

(2)若选用遮光片的宽度为d，测出小球a、b(b的质量含遮光片）质量分别为m_a和m_b，光电门记录遮光片挡光的时间为∆t，转轴O到a、b球的距离l_a和l_b，光电门在O的正下方，与O的距离为l_b，如果系统（小球a、b以及杆）的机械能守恒，应满足的关系式为_______（用题中测量量的字母表示）.

Answer

4.800（4.798～4.802） 70.15 A

【解析】

(1)螺旋测微器的精确度为0.01mm，转动刻度估读一位，则A的宽度为：(4.798mm~4.802mm);

20分度的游标卡尺的精确度为0.05mm，游标对齐格数不估读，则B的宽度为；

光电门测速的原理是极短时间内的平均速度等于瞬时速度，故时间越短速度越精确，则应选挡光片的尺寸小的；故选A.

(2)a和b构成的系统，则其重力势能的减小量为：，

动能的增量为，

其中两球共轴转动角速度相等，有，有；

系统机械能守恒要满足，即.