Question

某活动小组利用图甲装置验证机械能守恒定律.钢球自由下落过程中，先后通过光电门 A、B，计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为t_A、t_B.用钢球通过光电门的平均速度表示 钢球球心通过光电门的瞬时速度.测出两光电门间的距离为h，钢球直径为D，当地的重力加速度为g.

（1）用20分度的游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球直径为D =____cm.

（2）要验证机械能守恒，只要比较_____.

A. 与gh是否相等

B. 与2gh是否相等

C. 与gh是否相等

D. 与 2gh是否相等

（3）钢球通过光电门的平均速度___(填“> ”或“ < ”）钢球球心通过光电门的瞬时速度，由此产生的误差不能通过增加实验次数减小.

Answer

0.945 D <

【解析】

(1)[1] 游标卡尺的主尺读数为：0.9cm，游标尺上第9个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为

0.05×9mm=0.45mm

所以最终读数为：0.945cm．

(2)[2] 利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故：

根据机械能守恒的表达式有：

即只要比较与 2gh是否相等即可，故D正确ABC错误。

(3)[3] 根据匀变速直线运动的规律得钢球通过光电门的平均速度等于这个过程中中间时刻速度，所以钢球通过光电门的平均速度＜钢球球心通过光电门的瞬时速度。