Question

【题目】某同学用光电门验证机梭能守恒定律。如图所示，将某种铁质横杆周定在铁架台上方，在横杆一側放置一磁铁，在横杆正下方将光电门固定在铁架台上将质量为m的小铁球吸至横杆下方，多次释放并调整小铁球释放位置和光电门位置，使小铁球球心恰好与光电门中心在同一竖直线上，标记小铁球释放点，用直尺测量出横杆下边缘到光电门中心间的距离L，取重力加速度g＝9．8m／2。拿开磁铁后，铁质横杆的磁性立即消失。

（1）用游标卡尺测出小铁球直径，测量结果如图所示，则小铁球的直径D＝_____mm。

（2）取作为小铁球经过光电门中心时的速度，则小铁球从开始下落至小铁球中心通过光电

门的过程中，重力势能减少量△Ep＝_____，动能的增加量△Ek＝______。（均用已知或测量出的物理量的符号表示）

（3）若某次实验的测量数据分别为L＝0．531m，t＝3．6×10－3s，m＝6．0×10－3kg，则△Ek＝____J，△Ep＝___J。（结果均保留三位有效数字）在误差允许的范内，小铁球的机械能守恒。

Answer 1

【答案】11.52； ； ； ； ；

【解析】

（1）小铁球的直径D＝1.1cm+0.02mm×26=11.52mm。

（2）小铁球从开始下落至小铁球中心通过光电门的过程中，重力势能减少量：△Ep＝mg(L-)，动能的增加量：△Ek＝。

（3）△Ep＝mg(L-)=6.0×10－3×9.8×（0.531-0.00576）J=3.09×10-2J

△Ek＝