Question

9．某學(xué)習(xí)小組利用擺球和光電傳感器做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，如圖所示，一擺球通過(guò)細(xì)線懸于O點(diǎn)，在擺球球心經(jīng)過(guò)的弧線上B、C兩點(diǎn)，安裝光電傳感器，將擺球從A點(diǎn)自由釋放，測(cè)出擺球經(jīng)過(guò)B、C兩點(diǎn)的擋光時(shí)間，就可計(jì)算出擺球在B、C兩點(diǎn)的速度，設(shè)最低點(diǎn)D為零勢(shì)能點(diǎn)．
（1）用毫米刻度尺測(cè)量B點(diǎn)距最低點(diǎn)D的高度時(shí)，示數(shù)如圖所示，則B點(diǎn)的高度為0.2017m．
（2）已知B、C兩點(diǎn)距最低點(diǎn)D的高度分別為h_B、h_C，光電傳感器測(cè)出擺球經(jīng)過(guò)B，C點(diǎn)的擋光時(shí)間為t₁和t₂，已知擺球的直徑為d，重力加速度為g，為了驗(yàn)證擺球在B、C兩點(diǎn)的機(jī)械能相等，上述已知量需要滿足的關(guān)系式是$g{h}_{B}+\frac{16lq81g^{2}}{2{t}_{1}^{2}}=g{h}_{C}+\frac{cintg68^{2}}{2{t}_{2}^{2}}$
（3）數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，C點(diǎn)的機(jī)械能比B點(diǎn)的機(jī)械能略大，其原因可能是C（填選項(xiàng)字母代號(hào)）
A、空氣阻力的影響
B、擺球從A點(diǎn)偏下地方釋放
C、C點(diǎn)的光電門偏離經(jīng)過(guò)的擺球球心．

Answer 1

分析 （1）刻度尺的讀數(shù)要估讀一位；
（2）通過(guò)光電門來(lái)測(cè)出經(jīng)過(guò)的時(shí)間，及光電門的寬度，根據(jù)v=$\frac{△s}{△t}$來(lái)測(cè)出速度；利用機(jī)械能守恒列出表達(dá)式；
（3）從功能關(guān)系分析產(chǎn)生誤差的原因即可．

解答 解：（1）毫米刻度尺的最小分度是1mm，則讀數(shù)為：20.17cm=0.2017m
（2）本實(shí)驗(yàn)，采用光電門傳感器來(lái)測(cè)量瞬時(shí)速度，通過(guò)v=$\frac{△s}{△t}$來(lái)測(cè)出速度．則：${v}_{B}=\frackvjgcb3{{t}_{1}}$，${v}_{C}=\fracue6p83r{{t}_{2}}$
根據(jù)機(jī)械能守恒可知，$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}+mg{h}_{B}$=$\frac{1}{2}m{v}_{c}^{2}+mg{h}_{c}$
即：$g{h}_{B}+\frac{n11map9^{2}}{2{t}_{1}^{2}}=g{h}_{C}+\frac{1nedvly^{2}}{2{t}_{2}^{2}}$
（3）A、C點(diǎn)在B點(diǎn)的下方，若考慮空氣的阻力，則C點(diǎn)的機(jī)械能偏小，故A錯(cuò)誤；
B、若擺球從A點(diǎn)偏下地方釋放，則測(cè)量C時(shí)與測(cè)量B時(shí)的速度都偏小，二者相比，不會(huì)產(chǎn)生影響，即C點(diǎn)的機(jī)械能不會(huì)比B點(diǎn)偏�。�故B錯(cuò)誤；
C、在測(cè)量C點(diǎn)時(shí)的速度時(shí)，若C點(diǎn)的光電門偏離經(jīng)過(guò)的擺球球心，則小球擋住光的距離偏小，根據(jù)v=$\frac{△s}{△t}$可知時(shí)間偏小，所以測(cè)量的速度偏大，致使其機(jī)械能偏大．故C正確．
故選：C
故答案為：（1）0.2017；（2）$g{h}_{B}+\frac{ofkh3ta^{2}}{2{t}_{1}^{2}}=g{h}_{C}+\frac{6ej6bsw^{2}}{2{t}_{2}^{2}}$；（3）C

點(diǎn)評(píng) 考查如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，巧用光電門來(lái)簡(jiǎn)便測(cè)量瞬時(shí)速度，同時(shí)注意在實(shí)驗(yàn)中盡量減小阻力的影響．