Question

【題目】某同學(xué)用如題圖甲所示的裝置驗(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(tái)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度為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(shí)間t由計(jì)時(shí)器測(cè)出，取作為鋼球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度．記錄鋼球每次下落的高度h和計(jì)時(shí)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(shì)能變化大小ΔEp與動(dòng)能變化大小ΔEk，就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒．

（1）用ΔEp＝mgh計(jì)算鋼球重力勢(shì)能變化的大小，式中鋼球下落高度h應(yīng)測(cè)量釋放時(shí)的鋼球球心到________之間的豎直距離．

A．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的頂端

B．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心

C．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的底端

（2）用計(jì)算鋼球動(dòng)能變化的大小，用刻度尺測(cè)量遮光條寬度，示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為________cm.某次測(cè)量中，計(jì)時(shí)器的示數(shù)為0.010 0 s，則鋼球的速度為v＝________ m/s.

（3）下表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

ΔEp(×10－2 J)	4.892	9.786	14.69	19.59	29.38
ΔEk(×10－2 J)	5.04	10.1	15.1	20.0	29.8

他發(fā)現(xiàn)表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異，認(rèn)為這是由于空氣阻力造成的．你是否同意他的觀點(diǎn)？請(qǐng)說明理由．_________

Answer 1

【答案】B 1.50(1.49～1.51都算對(duì)) 1.50(1.49～1.51都算對(duì)) 由于空氣阻力的存在，小球下落過程中在克服空氣阻力做功，因此動(dòng)能的增量會(huì)小于重力勢(shì)能的減少量，而表格中數(shù)值表明是動(dòng)能的增加量大于重力勢(shì)能的減少量，顯然誤差不是由于空氣阻力造成的，是由于遮光條在小球的下面，測(cè)得的速度比小球的實(shí)際速度大造成的．

【解析】

(1)[1]小球不能視為質(zhì)點(diǎn)，故應(yīng)計(jì)算小球重心下落的高度，故選B

(2)[2]注意刻度尺要估讀到下一位，故讀數(shù)為1.50cm；

[3]由可得，鋼球的速度為1.50m/s；

(3)[4]由于測(cè)得的重力勢(shì)能增量小于動(dòng)能增量，如果是空氣阻力造成的誤差，則重力勢(shì)能增量應(yīng)該大于動(dòng)能增量，所以誤差不是由于空氣阻力造成的；實(shí)際上由于遮光條在小球的下面，因此遮光條的速度大于小球速度，故測(cè)得的速度比小球的實(shí)際速度大，造成動(dòng)能增量大于重力勢(shì)能增量。