Question

【题目】某同学用如题图甲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度为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由计时器测出，取作为钢球经过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ΔEp与动能变化大小ΔEk，就能验证机械能是否守恒．

（1）用ΔEp＝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________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，示数如图乙所示，其读数为________cm.某次测量中，计时器的示数为0.010 0 s，则钢球的速度为v＝________ m/s.

（3）下表为该同学的实验结果：

ΔEp(×10－2 J)	4.892	9.786	14.69	19.59	29.38
ΔEk(×10－2 J)	5.04	10.1	15.1	20.0	29.8

他发现表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的．你是否同意他的观点？请说明理由．_________

Answer 1

【答案】B 1.50(1.49～1.51都算对) 1.50(1.49～1.51都算对) 由于空气阻力的存在，小球下落过程中在克服空气阻力做功，因此动能的增量会小于重力势能的减少量，而表格中数值表明是动能的增加量大于重力势能的减少量，显然误差不是由于空气阻力造成的，是由于遮光条在小球的下面，测得的速度比小球的实际速度大造成的．

【解析】

(1)[1]小球不能视为质点，故应计算小球重心下落的高度，故选B

(2)[2]注意刻度尺要估读到下一位，故读数为1.50cm；

[3]由可得，钢球的速度为1.50m/s；

(3)[4]由于测得的重力势能增量小于动能增量，如果是空气阻力造成的误差，则重力势能增量应该大于动能增量，所以误差不是由于空气阻力造成的；实际上由于遮光条在小球的下面，因此遮光条的速度大于小球速度，故测得的速度比小球的实际速度大，造成动能增量大于重力势能增量。