Question

5．某同学用如图1所示的装置验证机械能守恒定律．一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方．在钢球底部竖直地粘住一片宽带为d的遮光条．将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，取v=$\frac{d}{t}$作为钢球经过A点时的速度．记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小△E_p与动能变化大小△E_k，就能验证机械能是否守恒．

（1）用△E_p=mgh计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到B之间的竖直距离．
（A）钢球在A点时的顶端
（B）钢球在A点时的球心
（C）钢球在A点时的底端
（2）用△E_k=$\frac{1}{2}$mv²计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图2所示，其读数为1.50cm．某次测量中，计时器的示数为0.0100s，则钢球的速度为v=1.50m/s．
（3）如表为该同学的实验结果：
他发现表中的△E_p与△E_k之间存在差异，你认为这是所测量速度为挡光片的速度，比小球速度大造成的．应该如何修正测出固定点到挡光片的距离算出小球速度即可．

△Ep（×10-2J）	4.892	9.786	14.69	19.59	29.38
△Ek（×10-2J）	5.04	10.1	15.1	20.0	29.8

Answer 1

分析 小球下落的高度h是初末位置球心之间的高度差；掌握刻度尺读数的方法，需估读一位；根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出最低点小球的速度．
结合实验的装置与实验的原理，分析误差产生的原因，从而提出建议．

解答 解：（1）小球下落的高度h是初末位置球心之间的高度差，故选：B；
（2）刻度尺读数的方法，需估读一位，所以读数为1.50cm；某次测量中，计时器的示数为0.0100s，则钢球的速度为：v=$\frac{d}{t}=\frac{1.50×1{0}^{-2}}{0.01}m/s=1.50m/s$．
（3）在该实验中所求的速度是遮光片的速度，而不是小球的速度，比小球的速度大，应该测出固定点到挡光片的距离算出小球速度即可．
故答案为：（1）B；（2）1.50，1.50；（3）所测量速度为挡光片的速度，比小球速度大，测出固定点到挡光片的距离算出小球速度即可．

点评 对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量；知道极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小．