Question

15．某學(xué)習(xí)小組利用擺球和光電傳感器做“驗證機械能守恒定律”的實驗，如圖所示，一擺球通過細線懸于O點，在擺球球心經(jīng)過的弧線上B、C兩點，安裝光電傳感器．
（1）用毫米刻度尺測量B點距最低點D的高度時，示數(shù)如圖所示，則B點的高度為h_B0.1617m．
（2）將擺球從A點自由釋放，光電傳感器測出擺球經(jīng)過B、C兩點的擋光時間分別為t₁和t₂，已知擺球的直徑為d，則擺球通過光電門B時的速度大小v_B=$\frac7npbhj5{{t}_{1}}$．
（3）設(shè)最高點D為零勢能點，為了驗證擺球在B、C兩點的機械能相等，該學(xué)習(xí)小組繼續(xù)測得C點距最低點D的高度為h_C，已知重力加速度為g，則需要驗證的表達式為$g（{h}_{B}-{h}_{C}）=\frac{zjfhtrn^{2}}{2{{t}_{2}}^{2}}-\frac{x97zrjd^{2}}{2{{t}_{1}}^{2}}$（用已知及上述測得的物理量字母表示）．

Answer 1

分析 （1）刻度尺的讀數(shù)需讀到最小刻度的下一位．
（2）根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度求出擺球通過光電門B時的速度大�。�
（3）根據(jù)重力勢能的減小量等于動能的增加量得出驗證的表達式．

解答 解：（1）毫米刻度尺的最小分度是1mm，則讀數(shù)為：16.17cm=0.1617m．
（2）根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度知，擺球通過光電門B的瞬時速度${v}_{B}=\frac9179dpp{{t}_{1}}$．
（3）B到C的過程中，重力勢能的減小量△E_p=mg（h_B-h_C），動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$=$\frac{1}{2}m\frac{l3fxxx7^{2}}{{{t}_{2}}^{2}}-\frac{1}{2}m\frac{znrxtpl^{2}}{{{t}_{1}}^{2}}$．
則需要驗證的表達式為$g（{h}_{B}-{h}_{C}）=\frac{b7rxnnn^{2}}{2{{t}_{2}}^{2}}-\frac{7hzfbbb^{2}}{2{{t}_{1}}^{2}}$．
故答案為：（1）0.1617，（2）$\fraczxnf9h5{{t}_{1}}$，（3）$g（{h}_{B}-{h}_{C}）=\frac{1hvnzlr^{2}}{2{{t}_{2}}^{2}}-\frac{frtljrb^{2}}{2{{t}_{1}}^{2}}$．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理，本實驗的先進之處在于光電門測出瞬時速度，知道極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度．