Question

某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，A、B为固定在铁架台上的光电门，计时电脑记录小球通过光电门的时间，使用该装置研究小球下落运动过程中的机械能情况。计时电脑记录小球通过A、B两光电门的遮光时间分布是和，当地的重力加速度为g。

(1)用20分度游标卡尺测量小球直径，刻度线如图乙所示，则______cm；

(2)为了验证小球自A到B过程中机械能是否守恒，还需要进行哪些实验测量____

A.用天平测出小球的质量

B.测出小球到光电门A的竖直高度

C. A、B光电门中点间的竖直高度

(3)根据实验测得的物理量，如果满足________关系，即能证明小球在自A到B过程中机械能守恒；

(4)若计时电脑还记录了小球自A到B的时间，本实验还可以测量当地的重力加速度，则重力加速度________。（使用、、和表示）

Answer

1.025 C

【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺刻度为10mm，游标尺刻度为5×0.05mm=0.25mm，所以小球直径

=10mm+0.25mm=10.25mm=1.025cm

(2)[2]如果机械能守恒，则小球减小的重力势能等于增加的动能，则

即

所以不需要测量小球的质量。研究的过程是小球在两光电门之间的能量变化，需要A、B光电门中点间的竖直高度。故AB错误，C正确。

(3)[3]由以上分析可知，如果满足，即能证明小球在自A到B过程中机械能守恒。而

即

(4)[4]根据匀变速运动的速度时间关系，有

得