Question

【題目】某同學用如題圖甲所示的裝置驗證機械能守恒定律．一根細線系住鋼球，懸掛在鐵架臺上，鋼球靜止于A點，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，遮光條經過光電門的擋光時間t由計時器測出，取作為鋼球經過A點時的速度．記錄鋼球每次下落的高度h和計時器示數t，計算并比較鋼球在釋放點和A點之間的勢能變化大小ΔEp與動能變化大小ΔEk，就能驗證機械能是否守恒．

（1）用ΔEp＝mgh計算鋼球重力勢能變化的大小，式中鋼球下落高度h應測量釋放時的鋼球球心到________之間的豎直距離．

A．鋼球在A點時的頂端

B．鋼球在A點時的球心

C．鋼球在A點時的底端

（2）用計算鋼球動能變化的大小，用刻度尺測量遮光條寬度，示數如圖乙所示，其讀數為________cm.某次測量中，計時器的示數為0.010 0 s，則鋼球的速度為v＝________ m/s.

（3）下表為該同學的實驗結果：

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)現表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異，認為這是由于空氣阻力造成的．你是否同意他的觀點？請說明理由．_________

Answer 1

【答案】B 1.50(1.49～1.51都算對) 1.50(1.49～1.51都算對) 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，因此動能的增量會小于重力勢能的減少量，而表格中數值表明是動能的增加量大于重力勢能的減少量，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，測得的速度比小球的實際速度大造成的．

【解析】

(1)[1]小球不能視為質點，故應計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，故讀數為1.50cm；

[3]由可得，鋼球的速度為1.50m/s；

(3)[4]由于測得的重力勢能增量小于動能增量，如果是空氣阻力造成的誤差，則重力勢能增量應該大于動能增量，所以誤差不是由于空氣阻力造成的；實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，故測得的速度比小球的實際速度大，造成動能增量大于重力勢能增量。