Question

【題目】如圖所示為某興趣小組探究物體動能變化與做功關系的實驗裝置。一直徑為d、質量為m 的金屬小球由A處靜止釋放，下落過程中能通過A處正下方，固定于B處的光電門，測得A、B間的距離為h(h≥d)，小球通過光電門的時間為t。

(1)若實驗室某同學用10分度游標卡尺測量小球的直徑如圖所示，則小球的半徑是_____cm。

(2)小球經過光電門B時的速度表達式為______。

(3)多次改變h，求得與h對應的小球通過光電門的時間t。計算出小球通過光電門的動能。分別作出動能與h圖象、動能與圖象。如圖、圖所示。圖象中的物理量單位采用國際單位，但橫坐標沒有標出。可以判斷圖是________（填“”或 “”）的圖象。通過圖象可以判定小球在下落過程中動能的改變等于重力所做的功。

(4)圖3中OA連線的斜率數值為，圖4中直線的斜率數值為，則當地的重力加速度g為______，小球在圖象3中A點所對應的瞬時速度為 （用題上所給字母表示）。

Answer 1

【答案】 【答題空9-1】0.735m 【答題空9-2】d/t 【答題空9-3】Ek-h 【答題空9-4】k/m

【解析】（1）根據圖示可知此時游標卡尺測得的小球直徑時是14mm+7×0.1mm=14.7mm，所以小球的半徑r=7.35mm=0.735cm，與游標卡尺的精確度保持一致

（2）小球經過光電門B時的速度表達式為

（3）根據，可知動能與下降的高度成線性關系，所以圖4是關系圖線，根據可知圖3是圖線。

（4）根據圖4的斜率k=mg，可知當地重力加速度為，依據，則斜率為，有