Question

【题目】某同学利用如图甲所示装置来验证机械能守恒定律，器材为：铁架台，约50 cm的不可伸长的细线，带孔的小铁球，光电门和计时器（可以记录挡光的时间），量角器，刻度尺，游标卡尺。

实验前先查阅资料得到当地的重力加速度g，再将细线穿过小铁球，悬挂在铁架台的横杆上，在小铁球运动轨迹的最低点安装好光电门。将小铁球拉离竖直方向一定夹角后从静止释放，小铁球通过光电门的时间是t。依次测量摆线的长度、摆线与竖直方向的夹角θ及小铁球的直径d。

（1）用20分度游标卡尺测量小铁球直径d，刻度线如图乙所示，则d＝____cm.

（2）某次实验测得小铁球通过光电门时记录的时间t =5.125×10－3s，由此得小铁球通过光电门的速度为_______m/s（保留2位有效数字）。

（3）若______等式在误差范围内成立，则验证了机械能守恒。（用题中物理量符号表示）

Answer 1

【答案】 （1）1.025cm （2）2.0m/s （3）

【解析】（1）游标卡尺的主尺读数为10mm，游标读数为0.05×5mm=0.25mm，则最终读数d=10.25mm=1.025cm．
（2）铁球通过光电门的速度

（3）铁球减少的重力势能为△EP＝mg(l+)(1cosθ)，增加的动能，
若满足mg(l+)(1cosθ)＝，即，则机械能守恒。