Question

2．某同學(xué)利用如圖甲所示裝置驗證平拋運動的規(guī)律，在斜槽軌道的末端安裝一個光電門B，調(diào)節(jié)激光束與實驗所用鋼球的球心等高，斜槽末端水平，水平地面上依次鋪有白紙、復(fù)寫紙，鋼球從斜槽上的固定位置A無初速釋放，通過光電門后落在地面的復(fù)寫紙上，在白紙上留下落點，重復(fù)實驗多次，測得鋼球通過光電門的平均時間為2.50ms，當(dāng)?shù)刂亓�加速度g=9.80m/s²．

（1）用游標(biāo)卡尺測得鋼球直徑如圖乙所示，則鋼球直徑d=5.00mm，由此可知鋼球通過光電門的速度v₀=2.00m/s；
（2）實驗測得軌道末端離地面的高度h=0.441m，鋼球的平均落點P到軌道末端正下方O點的水平距離x=0.591m，則由平拋運動規(guī)律得鋼球平拋的初速度v₀=1.97m/s；
（3）通過比較鋼球通過光電門的速度v_B與由平拋運動規(guī)律解得的平拋初速度v₀的關(guān)系，從而驗證平拋運動的規(guī)律．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．
利用小球通過光電門的平均速度代替瞬時速度；
（2）利用平拋運動水平方向和豎直方向的運動特點，可正確解答．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺主尺讀數(shù)為：0.5cm=5mm，
游標(biāo)尺上第0個刻度與上面對齊，故讀數(shù)為：0×0.05=0.00mm，
故最終讀數(shù)為：5mm+0.00mm=5.00mm；
利用小球通過光電門的平均速度代替瞬時速度，因此有：
v₀=$\frachfo2g2f{t}$=$\frac{5.00×1{0}^{-3}}{2.50×1{0}^{-3}}$=2.00m/s
（2）根據(jù)平拋運動規(guī)律有：
h=$\frac{1}{2}$gt²
x=v₀t
聯(lián)立解得：v₀=1.97m/s．
故答案為：（1）0.50；　2.00； （2）1.97．

點評 該題從新的角度來驗證機械能守恒，在原來問題上有所創(chuàng)新，無論怎么變化，明確實驗原理是解答實驗問題的根本．