Question

【題目】某探究小組想利用驗證機械能守恒定律的裝置測量當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度，如圖甲所示．框架上裝有可上下移動位置的光電門1和固定不動的光電門2；框架豎直部分緊貼一刻度尺，零刻度線在上端，可以測量出兩個光電門到零刻度線的距離和；框架水平部分用電磁鐵吸住一個質(zhì)量為m的小鐵塊，小鐵塊的重心所在高度恰好與刻度尺零刻度線對齊．切斷電磁鐵線圈中的電流時，小鐵塊由靜止釋放，當(dāng)小鐵塊先后經(jīng)過兩個光電門時，與光電門連接的傳感器即可測算出其速度大小和．小組成員多次改變光電門1的位置，得到多組和的數(shù)據(jù)，建立如圖乙所示的坐標(biāo)系并描點連線，得出圖線的斜率為k．

⑴當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>________(用k表示)．

⑵若選擇光電門2所在高度為零勢能面，則小鐵塊經(jīng)過光電門1時的機械能表達式為______________(用題中物理量的字母表示)．

⑶關(guān)于光電門1的位置，下面哪個做法可以減小重力加速度的測量誤差（___）

A．盡量靠近刻度尺零刻度線

B．盡量靠近光電門2

C．既不能太靠近刻度尺零刻度線，也不能太靠近光電門2

Answer 1

【答案】 C

【解析】

（1）以0刻度線為零勢能面，小鐵塊從光電門1運動到光電門2的過程中機械能守恒，根據(jù)機械能守恒定律得：mv12﹣mgx1mv22﹣mgx2，整理得：v22﹣v12＝2g（x2﹣x1），所以圖象的斜率k＝2g，解得：g；

（2）小鐵塊經(jīng)過光電門1時的機械能等于小鐵塊經(jīng)過光電門1時的動能加上勢能，則有：E1mv12+mg（x2﹣x1 ）mv12mk（x2﹣x1 ）

（3）用電磁鐵釋放小球的缺點是，當(dāng)切斷電流后，電磁鐵的磁性消失需要一時間，鐵球與電磁鐵鐵心可能有一些剩磁，都會使經(jīng)過光電門1的時間較實際值大，引起誤差，并適當(dāng)增大兩光電門A、B間的距離，使位移測量的相對誤差減小，所以C正確．