Question

【題目】某同學(xué)將小球a、b分別固定于一輕桿的兩端，桿呈水平且處于靜止?fàn)顟B(tài)，釋放輕桿使a、b兩球隨輕桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，用如圖甲所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，已知重力加速度大小為g。

(1)若實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有現(xiàn)成的遮光條，用現(xiàn)有的等質(zhì)量的遮光片替代，用螺旋測(cè)微器測(cè)量A遮光片的寬度如圖乙所示，其讀數(shù)為______mm；用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量B遮光片的寬度如圖丙所示，其讀數(shù)為 ____mm.為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用 ______遮光片作為遮光條（選填“A”或“B”）.

(2)若選用遮光片的寬度為d，測(cè)出小球a、b(b的質(zhì)量含遮光片）質(zhì)量分別為ma和mb，光電門(mén)記錄遮光片擋光的時(shí)間為t，轉(zhuǎn)軸O到a、b球的距離la和lb，光電門(mén)在O的正下方，與O的距離為lb，如果系統(tǒng)（小球a、b以及桿）的機(jī)械能守恒，應(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系式為_______（用題中測(cè)量量的字母表示）.

Answer 1

【答案】4.800（4.798～4.802） 70.15 A

【解析】

(1)螺旋測(cè)微器的精確度為0.01mm，轉(zhuǎn)動(dòng)刻度估讀一位，則A的寬度為：(4.798mm~4.802mm);

20分度的游標(biāo)卡尺的精確度為0.05mm，游標(biāo)對(duì)齊格數(shù)不估讀，則B的寬度為；

光電門(mén)測(cè)速的原理是極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度，故時(shí)間越短速度越精確，則應(yīng)選擋光片的尺寸小的；故選A.

(2)a和b構(gòu)成的系統(tǒng)，則其重力勢(shì)能的減小量為：，

動(dòng)能的增量為，

其中兩球共軸轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相等，有，有；

系統(tǒng)機(jī)械能守恒要滿(mǎn)足，即.