Question

利用下图的实验装置，探究外力做功与小球动能变化的定量关系。小球在重力作用下从开始自由下落至光电门， 某同学实验如下：

A．用天平测定小球的质量为0.10kg；

B．用游标卡尺测出小球的直径如上图乙所示

C．用直尺测出电磁铁下端到光电门的距离为81.6cm；（光电门处可看成一几何点）

D．电磁铁先通电，让小球吸在电磁铁下端

E.让电磁铁断电，小球自由下落。
F.在小球经过光电门时间内，计时装置记下小球经过光电门所用时间为3.00×10^－3s。
回答下列问题：（g取10m/s²，计算结果保留三位有效数字）
①小球的直径为     cm，
②小球经过光电门时的平均速度     m/s,其对应的动能为       J
③在本实验中小球重力做功应该取下落的高度为    cm, 其对应的重力做功为       J
④试根据以上的数据得出本实验的结论：                            。

Answer 1

（1） ①1.20（2分）  ②  4.00m/s（2分） 0.800（1分）  ③ 81.0（2分）  0.810（1分）    
④在误差范围内外力做功与动能变化量相等（1分）

试题分析：（1）由图可得小球的直径为1.20cm，（2）平均速度v=s/t=1.20×10^-2/（3.00×10^-3）=4.00m/s，动能=0.800J，（3）小球下落的高度为h=81.6-1.20/2=81.0cm，其对应的重力做功为W=mgh=0.810J，
由上面的计算可知，结论为在误差范围内外力做功与动能变化量相等