Question

【題目】一組同學利用如圖所示的裝置來驗證機械能守恒定律。在鐵架臺的頂端有一電磁鐵，電磁鐵吸住直徑為d、長度為a的小圓柱體，電磁鐵下方固定一光電門，小圓柱體的中心到光電門的距離為h(a遠小于h)。斷開電源，小圓柱體下落，通過光電門的擋光時間為t。不計空氣阻力。請回答下列問題。

(1)如圖所示，用螺旋測微器測量小圓柱體的直徑d=_____mm，用游標卡尺測量小圓柱體的長度a=____________cm；

(2)若小圓柱體的質量為m，重力加速度為g，則該實驗需要驗證的表達式為________________；(用題中字母表示)

(3)若考慮小圓柱體的長度，小圓柱體由靜止下落h過程中的重力勢能減少量_______測算出的動能的增加量。(填“大于”、“等于”或“小于”)

Answer 1

【答案】2.150 0.565 大于

【解析】

（1）小圓柱體的直徑d=2mm+0.01mm×15=2.150mm；小圓柱體的長度a=0.5cm+0.05mm×13=0.565cm；

（2）圓柱體經過光電門時的速度： 要驗證的表達式：，即；

（3）若考慮小圓柱體的長度，則計算出的圓柱體經過光電門的速度小于圓柱體下降h時的速度，即小圓柱體由靜止下落h過程中的重力勢能減少量大于測算出的動能的增加量。