Question

某活动小组利用如图甲的装置验证机械能守恒定律，将光电门固定在B处，钢球从与O点登高的A点由静止做圆周运动，通过B处的光电门，计时装置测出钢球通过光电门的时间为t，用钢球通过光电门的平均速率表示钢球通过光电门的瞬时速度，测出绳子的长度为L，小球直径D不可忽略，当地的重力加速度为g．

（1）用游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球静止为D=______cm；

（2）小球到达B的速度表达式为__________；（用已知字母表达）

（3）要验证机械能守恒，只要在误差允许的范围内，表达式__________成立即可（用t、L、D、g表达）．

Answer

； ； ；

【解析】

(1) [1]．游标尺上共有10小格，精度为0.1 mm，用游标卡尺测量钢球直径为D＝(1.2＋0.1×1)cm＝1.21cm；

(2)[2]．由于小球直径较小，利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，所以小球到达B的速度为

；

(3) [3]．根据机械能守恒的表达式有：

即

．

点晴：对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，正确使用这些基本仪器进行有关测量；无论采用什么样的方法来验证机械能守恒，明确其实验原理都是解决问题的关键，同时在处理数据时，要灵活应用所学运动学的基本规律．