Question

【題目】圖甲所示為實驗小組的同學設計的驗證機械能守恒定律的實驗裝置。伸長可忽略的細線一端固定于鐵架臺上O點，另一端系一小球。在O點正下方P點處固定一枚鋒利的刀片，刀片的刀刃與懸線的擺動方向斜交，因而能將下擺的細線瞬間割斷，便下擺的小球水平拋出。Q點為小球豎直懸掛時上端點的位置，O′點是O點在地面上的豎直投影點，S為小球落地點， 。實驗時，將小球拉至與O點等高處后由靜止釋放，然后進行相關測量后計算驗證。完成以下填空：

（1）用游標卡尺測量小球直徑如圖乙所示，鋼球直徑d=_______mm；

（2）測得細線O點到Q點的長度為l，O′S間距離為x。本實驗所需驗證的表達式為：______________；

（3）本實驗造成誤差的原因眾多，試任意說出一個除空氣阻力外的其他原因：________；

（4）有同學說，為減小空氣阻力的影響，所選小球應盡量小。對他的說法，請簡要說出你的觀點：____。

Answer 1

【答案】7.25 如刀片割斷細線時對小球運動的影響、各長度測量時不夠精確等 不同意該說法。因為當小球太小時，細線自身重力的影響不可忽略

【解析】

(1)[1]游標卡尺讀數為

(2)[2]小球平拋的豎直位移為

，

從釋放到最低點，根據機械能守恒有

聯立解得：

(3)[3] 如刀片割斷細線時對小球運動的影響、各長度測量時不夠精確等

(4)[4] 不同意該說法。因為當小球太小時，細線自身重力的影響不可忽略