Question

【題目】小剛同學用如圖實驗裝置研究“機械能守恒定律”。他進行了如下實驗操作并測出如下數值:

①用天平測出小鋼球的質量為0.20kg;

②用游標卡尺測出小鋼球的直徑為10.0mm

③用刻度尺測出電磁鐵端到光電門的距離為82.55cm

④電磁鐵先通讓小鋼球吸在屯磁鐵底端;

⑤電磁鐵斷電后,小鋼球白由下落

⑥在小鋼球經過光電門時間內計時裝置記下小鋼球經過光電門所用時間為2.50×10-3s,由此可算得小鋼球經過光電門的速度;

⑦計算得出小鋼球到達光電門時重力勢能減小量_________J,小鋼球的動能變化量______J(g取9.8m/s2,結果保留三位有效數字)

從實驗結果中發現_______(填“稍大于”“稍小于”或“等于”) ,試分析可能的原因______________.

Answer 1

【答案】 稍大于有空氣阻力的影響

【解析】

計算小鋼球經過光電門時的速度可利用表達式進行計算，該速度是t時間內的平均速度，由于小球做勻加速直線運動，所以該速度小于小球經過d的中點時的瞬時速度，所以此計算結果比小球的實際速度略小；

小球從電磁鐵處下落到經過光電門時，小球重力勢能減小量為：△EP=mgh=0.2×9.8×0.8255J≈1.62J；利用平均速度代替瞬時速度算得小球經過光電門時的速度得：，小球動能變化量為；由于存在空氣阻力，或測量中忽略了小球的尺度，導致實驗結果中減小的重力勢能稍大于增加的動能．