Question

【題目】用如圖甲所示的裝置可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。裝置的主體是一個(gè)有刻度尺的立柱，其上裝有可移動(dòng)的鐵夾A和光電門(mén)B.

主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑d，如圖乙所示；

②用細(xì)線將小球懸掛于鐵架臺(tái)上，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)；

③移動(dòng)光電門(mén)B使之正對(duì)小球，固定光電門(mén)；

④在鐵夾A上固定一指針（可記錄小球釋放點(diǎn)的位置）；

⑤把小球拉到偏離豎直方向一定的角度后由靜止釋放，讀出小球釋放點(diǎn)到最低點(diǎn)的高度差h和小球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t；

⑥改變小球釋放點(diǎn)的位置，重復(fù)步驟④⑤。

回答下列問(wèn)題：

(1)由圖乙可知，小球的直徑d=____________cm；

(2)測(cè)得小球擺動(dòng)過(guò)程中的最大速度為____________（用所測(cè)物理量的字母表示）；

(3)以t2為縱軸，以____________（填“h”或“1/h”）為橫軸，若得到一條過(guò)原點(diǎn)的、且斜率大小k=_________（用所測(cè)物理量的字母和重力加速度g表示）的傾斜直線，即可驗(yàn)證小球在擺動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒.

Answer 1

【答案】1.060 d/t 1/h d2/2g

【解析】

(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀；

(2)小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的速度最大，根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度求出最大速度的大小；

(3)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后分析答題.

(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為10mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×12mm=0.60mm，則最終讀數(shù)為10.60mm=1.060cm.

(2)小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的速度最大，根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度知，最大速度.

(3)根據(jù)機(jī)械能守恒有：，整理得：，以h為縱軸，以t2為縱軸，若得到一條過(guò)原點(diǎn)的直線，應(yīng)以為橫軸，由圖象可知，圖象的斜率.