Question

【題目】（9分）實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。量角器中心O點(diǎn)和細(xì)線的一個(gè)端點(diǎn)重合，并且固定好；細(xì)線另一端系一個(gè)小球，當(dāng)小球靜止不動(dòng)時(shí)，量角器的零刻度線與細(xì)線重合，在小球所在位置安裝一個(gè)光電門(mén)。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。本實(shí)驗(yàn)需要測(cè)的物理量有：小球的直徑d，細(xì)線長(zhǎng)度L，小球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t，小球由靜止釋放時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為θ。

（1）除了光電門(mén)、量角器、細(xì)線外，實(shí)驗(yàn)室還有如下器材可供選用：

A．直徑約2 cm的均勻鐵球

B．直徑約5 cm的均勻木球

C．天平

D．時(shí)鐘

E．最小刻度為毫米的米尺

F．游標(biāo)卡尺

實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)選用了最小刻度為毫米的米尺，他們還需要從上述器材中選擇_________（填寫(xiě)器材前的字母標(biāo)號(hào)）。

（2）測(cè)出小球的直徑為d，小球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為t，可得小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的瞬時(shí)速度v=_______。

（3）若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，滿足_____________________，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律（用題給字母表示，當(dāng)?shù)?/span>重力加速度為g）。

（4）通過(guò)改變小球由靜止釋放時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角θ，測(cè)出對(duì)應(yīng)情況下，小球通過(guò)光電門(mén)的速度v，為了直觀地判斷機(jī)械能是否守恒，應(yīng)作_______________圖象。

Answer 1

【答案】（1）AF（2分） （2）（2分） （3）（3分） （4）（2分）

【解析】（1）為了減小空氣阻力的影響，小球應(yīng)該選擇直徑約2 cm的均勻鐵球，測(cè)量小球的直徑要用到游標(biāo)卡尺，故選擇AF。

（2）小球通過(guò)光電門(mén)的平均速度可視為小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的瞬時(shí)速度，為。

（3）根據(jù)機(jī)械能守恒定律有，即，若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，此式成立，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

（4）由變形得，為了直觀地判斷機(jī)械能是否守恒，應(yīng)作圖象。