Question

某实验小组成员用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。挡板A和光电门B安装在铁架台上，调整光电门的位置，使光电门刚好位于挡板的正下方，让小球贴着挡板自由下落，下落过程中经过光电门时，光电计时器记录下小球通过光电门时间t，当地重力加速度为g。

(1)实验前先用游标卡尺测出小球的直径，示数如图乙所示，可知小球的直径D=__ cm。

(2)为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量的物理量是____________。

A.小球的质量m

B.AB之间的距离H

C.小球从A到B的下落时间t_AB

(3)要验证机械能守恒，只要验证表达式____________成立即可。

(4)实验中小钢球通过光电门的平均速度____________(选填“大于”或“小于”)小钢球球心通过光电门时的瞬时速度。

Answer

1.015 B 小于

【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺读数为:1.0cm，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标读数为

0.05

所以最终读数为:1.015cm;

(2)[2]小球自由下落时重力势能转化为动能，

联立可求得

因此需要测H，故B项正确AC选项错误。

(3)[3]根据机械能守恒有

所以实验验证的表达式为

成立即可。

(4)[4]在计算时把平均速度当做瞬时速度处理了，那么这个平均速度实际上等于小球过光电门时中点时刻的速度，由于小球速度越来越大，所以中间时刻在球心的下方，即小钢球通过光电门的平均速度小于小钢球球心通过光电门时的瞬时速度。