Question

某同学从实验室天花板处自由释放一钢球，用频闪摄影手段验证机械能守恒．频闪仪每隔相等时间短暂闪光一次，照片上记录了钢球在各个时刻的位置．

(1)操作时比较合理的做法是__________．

A．先打开频闪仪再释放钢球    B．先释放钢球再打开频闪仪

(2)频闪仪闪光频率为f，拍到整个下落过程中的频闪照片如下图所示，结合实验场景估算f可能值为（________）

A．0.1 Hz       B．1 Hz      C．10 Hz      D．100 Hz

(3)用刻度尺在照片上测量钢球各位置到释放点O的距离分别为s₁、s₂、s₃、s₄、s₅、s₆、s₇、s₈及钢球直径，重力加速度为g.用游标卡尺测出钢球实际直径D，如下图所示，则D＝_______cm.(已知实际直径与照片上钢球直径之比为k.)

(4)选用以上各物理量符号，验证从O到A过程中钢球机械能守恒成立的关系式为：2gs₅=______.(用题中所给字母表示)

Answer

A C 4.55 kf 2(s6－s4)2

【解析】

(1)[1]从实验室天花板处自由释放一钢球，用频闪摄影手段验证机械能守恒，因此必须先打开频闪仪再释放钢球；

故A正确;故错误B;

故选A；

(2)[2]频闪仪闪光频率为，而从天花板到地面约为3m，依据自由落体位移公式，既有：

解得：

由于从天花板到地面有8个间隔，因此频闪仪闪光周期，那么频闪仪闪光频率为10Hz；故ABD错误;故C正确;

故选C；

(3)[3]游标卡尺的主尺读数为45mm，游标尺上第5个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为0.1×5mm=0.5mm，所以最终读数为：

45+0.5=45.5mm=4.55cm

(4)[4]在段运动过程中，点的速度为：

则动能的增加量为：

而减小的重力势能：

验证从到过程中钢球机械能守恒成立的关系式为：