Question

某課外活動小組利用豎直上拋運動驗證機械能守恒定律．
（1）某同學(xué)用20分度游標(biāo)卡尺測量小球的直徑，讀數(shù)如圖甲所示，小球直徑為

 

cm．圖乙所示彈射裝置將小球豎直向上拋出，先后通過光電門A、B，計時裝置測出小球通過A、B的時間分別為2.55ms、5.15ms，由此可知小球通過光電門A、B時的速度分別為v_A、v_B，其中v_A=

 

 m/s．
（2）用刻度尺測出光電門A、B間的距離h，已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g，只需比較

 

是否相等，就可以驗證機械能是否守恒（用題目中涉及的物理量符號表示）．
（3）通過多次的實驗發(fā)現(xiàn)，小球通過光電門A的時間越短，（2）中要驗證的兩數(shù)值差越大，試分析實驗中產(chǎn)生誤差的主要原因是

 

．

Answer 1

分析：（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．根據(jù)在極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度求出A點的瞬時速度．
（2）通過驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等驗證機械能守恒．
（3）小球通過光電門A的時間越短，（2）中要驗證的兩數(shù)值差越大，知速度越大，阻力越大，產(chǎn)生的誤差就越大．

解答：解：（1）小球的直徑為10mm+0.05×4mm=10.20mm=1.020cm．
vA=

d

tA

=

1.02×10-2

2.55×10-3

m/s=4.0m/s．
（2）若動能的增加量和重力勢能的減小量相等，機械能守恒，重力勢能的減小量為mgh，動能的增加量為，

1

2

mvA2-

1

2

mvB2．則驗證gh和

v 2 A

2

-

v 2 B

2

是否相等．
（3）由于受到阻力作用，小球通過光電門A的時間越短，知速度越大，阻力越大．
故答案為：（1）1.020，4.0（4或4.00 也算對）；
（2）gh和

v 2 A

2

-

v 2 B

2

；
（3）速度越大，所受阻力越大

點評：解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理，掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，以及知道誤差形成的原因．