Question

【題目】下圖是驗證機械能守恒定律的實驗．小球由一根不可伸長的輕繩拴住，輕繩另一端固定在O點，懸線長度為，如圖所示．在最低點附近放置一組光電門，光電門與小球擺到最低點時的球心在同一高度．將輕繩拉至水平、小球球心與O點等高后，將小球由靜止釋放，用光電門測出小球運動到最低點的擋光時間△t，再用20分度游標卡尺測出小球的直徑d，如圖所示，重力加速度為g．則

（1）小球的直徑d=_______cm；

（2）利用該裝置驗證機械能守恒定律，_________測定小球的質(zhì)量（填“需要”或“不需要”）．

（3）若等式___________成立，則說明小球下擺過程機械能守恒．（等式用題中各物理量字母表達）

Answer 1

【答案】1.050 不需要

【解析】

(1)[1]小球的直徑

(2)[2]在小球擺動的過程中，小球重力勢能的減少量

；

小球動能的增量

，

若機械能守恒定律，則

，

即

．

故利用該裝置驗證機械能守恒定律，不需要測定小球的質(zhì)量．

(3)[3]由第2問分析可知，若成立，說明小球下擺過程機械能守恒．