Question

【題目】某同學將小球a、b分別固定于一輕桿的兩端，桿呈水平且處于靜止狀態，釋放輕桿使a、b兩球隨輕桿逆時針轉動，用如圖甲所示裝置驗證機械能守恒定律，已知重力加速度大小為g。

(1)若實驗中沒有現成的遮光條，用現有的等質量的遮光片替代，用螺旋測微器測量A遮光片的寬度如圖乙所示，其讀數為______mm；用20分度的游標卡尺測量B遮光片的寬度如圖丙所示，其讀數為 ____mm.為了減小實驗誤差，實驗中應選用 ______遮光片作為遮光條（選填“A”或“B”）.

(2)若選用遮光片的寬度為d，測出小球a、b(b的質量含遮光片）質量分別為ma和mb，光電門記錄遮光片擋光的時間為t，轉軸O到a、b球的距離la和lb，光電門在O的正下方，與O的距離為lb，如果系統（小球a、b以及桿）的機械能守恒，應滿足的關系式為_______（用題中測量量的字母表示）.

Answer 1

【答案】4.800（4.798～4.802） 70.15 A

【解析】

(1)螺旋測微器的精確度為0.01mm，轉動刻度估讀一位，則A的寬度為：(4.798mm~4.802mm);

20分度的游標卡尺的精確度為0.05mm，游標對齊格數不估讀，則B的寬度為；

光電門測速的原理是極短時間內的平均速度等于瞬時速度，故時間越短速度越精確，則應選擋光片的尺寸小的；故選A.

(2)a和b構成的系統，則其重力勢能的減小量為：，

動能的增量為，

其中兩球共軸轉動角速度相等，有，有；

系統機械能守恒要滿足，即.