Question

在“验证机械能守恒定律”的实验中，小明同学利用传感器设计实验如图甲 所示，将质量为 、直径为的金属小球在一定高度 由静止释放，小球正下方固定一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外线的时间，改变小球下落高度，进行多次 重复实验。此方案验证机械能守恒定律方 便快

（1）用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球的直径d=________；

（2）为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，应作下列_______图象。       

A． 图象    B． 图象    C． 图象    D． 图象

（3）经正确的实验操作，小明发现小球动能增加量总是稍小于重力势能减少量，你认为增加释放高度后，两者的差值会_______填“增大”、“减小”或“不变”）。

Answer

（1）17.804~17.806mm （2）D （3）增大

【解析】【试题分析】螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度；则根据机械能守恒定律可知，当减小的机械能应等于增大的动能；由原理即可明确注意事项及数据的处理等内容．

(1)螺旋测微器的固定刻度为17.5mm，可动刻度为30.5×0.01mm=0.305mm，所以最终读数为17.5mm+0.305mm=17.805mm，

(2)已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度.若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；则有： 即,为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，所以应作 图象，故选D．

(3)经正确的实验操作，小明发现小球动能增加量总是稍小于重力势能减少量mgh，你认为增加释放高度h后，两者的差值会增大.

【点睛】对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量．本题为创新型实验，要注意通过分析题意明确实验的基本原理才能正确求解．