Question

5．某同學(xué)用如圖1所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．一根細(xì)線系住鋼球，懸掛在鐵架臺上，鋼球靜止于A點(diǎn)，光電門固定在A的正下方．在鋼球底部豎直地粘住一片寬帶為d的遮光條．將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經(jīng)過光電門的擋光時間t可由計(jì)時器測出，取v=$\fracjqvttmu{t}$作為鋼球經(jīng)過A點(diǎn)時的速度．記錄鋼球每次下落的高度h和計(jì)時器示數(shù)t，計(jì)算并比較鋼球在釋放點(diǎn)和A點(diǎn)之間的勢能變化大小△E_p與動能變化大小△E_k，就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒．

（1）用△E_p=mgh計(jì)算鋼球重力勢能變化的大小，式中鋼球下落高度h應(yīng)測量釋放時的鋼球球心到B之間的豎直距離．
（A）鋼球在A點(diǎn)時的頂端
（B）鋼球在A點(diǎn)時的球心
（C）鋼球在A點(diǎn)時的底端
（2）用△E_k=$\frac{1}{2}$mv²計(jì)算鋼球動能變化的大小，用刻度尺測量遮光條寬度，示數(shù)如圖2所示，其讀數(shù)為1.50cm．某次測量中，計(jì)時器的示數(shù)為0.0100s，則鋼球的速度為v=1.50m/s．
（3）如表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
他發(fā)現(xiàn)表中的△E_p與△E_k之間存在差異，你認(rèn)為這是所測量速度為擋光片的速度，比小球速度大造成的．應(yīng)該如何修正測出固定點(diǎn)到擋光片的距離算出小球速度即可．

△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是初末位置球心之間的高度差；掌握刻度尺讀數(shù)的方法，需估讀一位；根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度求出最低點(diǎn)小球的速度．
結(jié)合實(shí)驗(yàn)的裝置與實(shí)驗(yàn)的原理，分析誤差產(chǎn)生的原因，從而提出建議．

解答 解：（1）小球下落的高度h是初末位置球心之間的高度差，故選：B；
（2）刻度尺讀數(shù)的方法，需估讀一位，所以讀數(shù)為1.50cm；某次測量中，計(jì)時器的示數(shù)為0.0100s，則鋼球的速度為：v=$\fraclz20we1{t}=\frac{1.50×1{0}^{-2}}{0.01}m/s=1.50m/s$．
（3）在該實(shí)驗(yàn)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，應(yīng)該測出固定點(diǎn)到擋光片的距離算出小球速度即可．
故答案為：（1）B；（2）1.50，1.50；（3）所測量速度為擋光片的速度，比小球速度大，測出固定點(diǎn)到擋光片的距離算出小球速度即可．

點(diǎn)評 對于基本測量儀器如游標(biāo)卡尺、螺旋測微器等要了解其原理，要能正確使用這些基本儀器進(jìn)行有關(guān)測量；知道極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度的大�。�