Question

某物理研究小组利用图甲装置验证机械能守恒定律，在铁架台上安装有一电磁铁（固定不动）和一光电门（可上下移动），电磁铁通电后将钢球吸住，然后断电，钢球自由下落，并通过光电门，计时装置可测出钢球通过光电门的时间。

(1) 用10分度的游标卡尺测量钢球的直径，示数如图乙所示，可知钢球的直径d=____cm。

(2) 多次改变光电门的位置，测量出光电门到电磁铁下端O的距离为h(h>>d)，并计算出小球经过光电门时的速度v，若画出v²—h的图象是线性图线，则本实验最可能得到的线性图是________。

(3) 钢球通过光电门的平均速度____（选填“大于”或“小于”）钢球球心通过光电门的瞬时速度，由此产生的误差_______（选填“能”或“不能”）通过增加实验次数减小。

(4) 若实验中得到v²与h成线性关系，能否说明钢球在下落过程中机械能守恒？_____.

Answer

（1）0.96 （2）A （3）小于 不能 （4）不能，可能存在空气阻力做功而消耗部分机械能

【解析】（1）游标卡尺的主尺读数为：0.9cm，游标尺上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标读数为，所以最终读数为：0.96cm．

（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：，那么关于的图象应该是一条过原点的倾斜直线，故A正确；B CD错误；

故选A。

（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小于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；

（4）实验中得到v2与h成线性关系，可能存在阻力做功向内能的转化，就不能确定钢球在下落过程中机械能守恒。