Question

【题目】某活动小组利用图甲装置验证机械能守恒定律。钢球自由下落过程中，先后通过光电门A、B， 计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为tA、tB。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出两光电门间的距离为h，钢球直径为D，当地的重力加速度为g：

(1)用20分度的游标卡尺测量钢球的直径，如图乙所示，钢球直径D =____________ cm；

(2)用所测的物理量符号表达出小球运动的加速度a =____________；

(3)要验证机械能守恒，只要比较____________；

A. 与gh是否相等 B.与2gh是否相等

C.与gh是否相等 D.与2gh是否相等

(4)实际钢球通过光电门的平均速度____________（选填“大于”或“小于”） 钢球球心通过光电门的瞬时速度，此误差____________（选填“能”或“不能”）通过增加实验次数减小；

下列做法中，可以减小“验证机械能守恒定律”实验误差的是____________。

A.选用质量大体积小的球 B.减小小球下落初位置与光电门A高度差

C.适当增大两光电门高度差h D.改用10分度的游标卡尺测D的大小

Answer 1

【答案】0.950cm D 小于 不能 AC

【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺读数为：0.9cm，游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为

钢球直径为

(2)[2]利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故速度为

根据机械能守恒的表达式有

小球运动的加速度为

(3)[3]根据机械能守恒的表达式有

即只要比较与2gh是否相等，故选D；

(4)[4]根据匀变速直线运动的规律得钢球通过光电门的平均速度等于这个过程中间时刻速度，而中间时刻的瞬时速度小于小球中间位置时的瞬时速度；故钢球通过光电门的平均速度小于钢球球心通过光电门的瞬时速度；

[5]利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，误差不能通过增加实验次数减小；

[6]A.选用质量大体积小的球，可以减小空气阻力的影响，故A正确；

BC.适当增大两光电门高度差h ，小球运动的速度更大，测量速度精度更高，故B错误，C正确；

D.改用10分度的游标卡尺精度比20分度的游标卡尺精度低，故D错误。

故选AC。