Question

3．如圖甲所示，用小錘打擊彈性金屬片，小鋼球在A點(diǎn)被松開，自由下落通過下方的一個(gè)光電門B，與B相連的毫秒計(jì)時(shí)器（圖中未畫出）記錄小鋼球通過光電門所用時(shí)間t，用刻度尺測出A、B之間的距離h．
（1）用如圖乙所示游標(biāo)卡尺測小球直徑，該游標(biāo)卡尺的精確度為0.05mm，若測得小球直徑d=0.800cm，某次小球通過光電門的時(shí)間t=5×10^-3s，則該小球通過光電門B時(shí)的瞬時(shí)速度大小為v=1.60m/s（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．
（2）小球下落過程加速度大小的計(jì)算式a=$\frac{vzplbxt_{\;}^{2}}{2h{t}_{\;}^{2}}$（用d、t、h表示）．
（3）若小球質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g，測得小球下落的加速度a=0.97g，則小球下落過程的所受阻力為0.03mg．

Answer 1

分析 （1）利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時(shí)速度，由此可以求出小鐵球通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度，根據(jù)機(jī)械能守恒的表達(dá)式可以求出所要求的關(guān)系式．
（2）根據(jù)速度位移公式求加速度；
（3）根據(jù)牛頓第二定律求下落過程所受的阻力；

解答 解：（1）由圖知，這是20分度的游標(biāo)卡尺，精確度為$\frac{1}{20}mm=0.05mm$，利用小球通過光電門的平均速度代替瞬時(shí)速度，因此有：
$v=\frachnjbt7v{t}=\frac{0.800cm}{5×1{0}_{\;}^{-3}s}=160cm/s=1.6m/s$=1.60m/s
（2）小球通過光電門的速度為：$v=\fractdzh7pr{t}$
根據(jù)${v}_{\;}^{2}-{v}_{0}^{2}=2ax$，有：$a=\frac{{v}_{\;}^{2}}{2h}=\frac{（\fracrn7vltn{t}）_{\;}^{2}}{2h}=\frac{7rz7ztt_{\;}^{2}}{2h{t}_{\;}^{2}}$
（3）根據(jù)牛頓第二定律，有：mg-f=ma
解得：f=mg-ma=mg-m•0.97g=0.03mg
故答案為：（1）0.05，1.60；（2）$\frac{pdl755b_{\;}^{2}}{2h{t}_{\;}^{2}}$；（3）0.03mg

點(diǎn)評(píng) 解答實(shí)驗(yàn)問題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�了解具體操作．掌握動(dòng)能變化量和重力勢能減小量的求法，知道某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度．
為了研究兩個(gè)變量的關(guān)系，我們應(yīng)該作出兩個(gè)變量的關(guān)系圖象為傾斜的直線來研究．