Question

【題目】小剛同學用如圖實驗裝置研究“機械能守恒定律”。他進行了如下實驗操作并測出如下數(shù)值:

①用天平測出小鋼球的質(zhì)量為0.20kg;

②用游標卡尺測出小鋼球的直徑為10.0mm

③用刻度尺測出電磁鐵端到光電門的距離為82.55cm

④電磁鐵先通讓小鋼球吸在屯磁鐵底端;

⑤電磁鐵斷電后,小鋼球白由下落

⑥在小鋼球經(jīng)過光電門時間內(nèi)計時裝置記下小鋼球經(jīng)過光電門所用時間為2.50×10-3s,由此可算得小鋼球經(jīng)過光電門的速度;

⑦計算得出小鋼球到達光電門時重力勢能減小量_________J,小鋼球的動能變化量______J(g取9.8m/s2,結果保留三位有效數(shù)字)

從實驗結果中發(fā)現(xiàn)_______(填“稍大于”“稍小于”或“等于”) ,試分析可能的原因______________.

Answer 1

【答案】 稍大于有空氣阻力的影響

【解析】

計算小鋼球經(jīng)過光電門時的速度可利用表達式進行計算，該速度是t時間內(nèi)的平均速度，由于小球做勻加速直線運動，所以該速度小于小球經(jīng)過d的中點時的瞬時速度，所以此計算結果比小球的實際速度略小；

小球從電磁鐵處下落到經(jīng)過光電門時，小球重力勢能減小量為：△EP=mgh=0.2×9.8×0.8255J≈1.62J；利用平均速度代替瞬時速度算得小球經(jīng)過光電門時的速度得：，小球動能變化量為；由于存在空氣阻力，或測量中忽略了小球的尺度，導致實驗結果中減小的重力勢能稍大于增加的動能．