Question

【題目】某同學(xué)用光電門驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。如圖甲所示，將某種鐵質(zhì)橫桿固定在鐵架臺上方，在橫桿側(cè)放置一磁鐵，在橫桿正下方將光電門固定在鐵架臺上，將質(zhì)量為m的小佚球吸至橫桿下方，多次釋放并調(diào)整小鐵球釋放位置和光電門位置，使小鐵球球心恰好與光電門中心在同一豎直線上，標(biāo)記小鐵球釋放點(diǎn)，用直尺測量出橫桿下邊緣到光電門中心間的距離L。拿開磁鐵后，鐵質(zhì)橫桿的磁性立即消失。

(1)用游標(biāo)卡尺測出小鐵球直徑，測量結(jié)果如圖乙所示，則小鐵球的直徑D=_________cm。

(2)甲同學(xué)多次改變橫桿下邊緣到光電門中心間的距離L，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。以L為橫軸，以為縱軸畫出了如圖所示的圖線。正確的是（______）

(3)乙同學(xué)用刻度尺測出橫桿下邊緣到光電門中心間的距離L，已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>g，若重力勢能的減少量與動能的增加量相等就可以證明在自由落體過程中小球的機(jī)械能是守恒的。若不考慮空氣的阻力，乙同學(xué)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，提高測量精度，其中一項(xiàng)有效的措施是：將光電門上下移動。你認(rèn)為___________(填“向上”或“向下”)移動才能減小實(shí)驗(yàn)誤差，提高測量精度。

Answer 1

【答案】1.090 C 向下

【解析】

游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀；根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度求出小球通過光電門時(shí)的速度，依據(jù)動能的增加量來自于重力勢能的減小量，再結(jié)合圖線，即可判定；減小實(shí)驗(yàn)誤差，可讓平均速度更能接近瞬時(shí)速度，則減小擋光片寬度，也可以增大兩擋光片間距，從而即可求解.

(1)主尺讀數(shù)為1.0cm，游標(biāo)讀數(shù)為0.02×45=0.90mm，所以最終讀數(shù)為10.90mm=1.090cm.

(2)要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，即判斷重力勢能的減小量與 動能的增加量是否相等，重力勢能的減小量為△Ep=mgh，動能的增加量為：，而速度，但，因此，整理得：，結(jié)合以L為橫軸，以為縱軸畫出了的圖線可知，故C正確，A，B錯(cuò)誤.

(3)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，結(jié)合上式，可得：可以減小擋光片寬度，也可以增大下落的高度，因此將光電門向下移動；