Question

【題目】（9分）實驗小組的同學做“驗證機械能守恒定律”的實驗。量角器中心O點和細線的一個端點重合，并且固定好；細線另一端系一個小球，當小球靜止不動時，量角器的零刻度線與細線重合，在小球所在位置安裝一個光電門。實驗裝置如圖所示。本實驗需要測的物理量有：小球的直徑d，細線長度L，小球通過光電門的時間t，小球由靜止釋放時細線與豎直方向的夾角為θ。

（1）除了光電門、量角器、細線外，實驗室還有如下器材可供選用：

A．直徑約2 cm的均勻鐵球

B．直徑約5 cm的均勻木球

C．天平

D．時鐘

E．最小刻度為毫米的米尺

F．游標卡尺

實驗小組的同學選用了最小刻度為毫米的米尺，他們還需要從上述器材中選擇_________（填寫器材前的字母標號）。

（2）測出小球的直徑為d，小球通過光電門的時間為t，可得小球經過最低點的瞬時速度v=_______。

（3）若在實驗誤差允許的范圍內，滿足_____________________，即可驗證機械能守恒定律（用題給字母表示，當?shù)?/span>重力加速度為g）。

（4）通過改變小球由靜止釋放時細線與豎直方向的夾角θ，測出對應情況下，小球通過光電門的速度v，為了直觀地判斷機械能是否守恒，應作_______________圖象。

Answer 1

【答案】（1）AF（2分） （2）（2分） （3）（3分） （4）（2分）

【解析】（1）為了減小空氣阻力的影響，小球應該選擇直徑約2 cm的均勻鐵球，測量小球的直徑要用到游標卡尺，故選擇AF。

（2）小球通過光電門的平均速度可視為小球經過B點的瞬時速度，為。

（3）根據(jù)機械能守恒定律有，即，若在實驗誤差允許的范圍內，此式成立，即可驗證機械能守恒定律。

（4）由變形得，為了直觀地判斷機械能是否守恒，應作圖象。