某同学为验证“动能定理”设计了如图1所示的实验装置：用一个电磁铁吸住一个小钢球；当将电磁铁断电后，小钢球由静止开始向下加速运动；小钢球经过光电门时，计时装置将记录小钢球

Question

某同学为验证“动能定理”设计了如图1所示的实验装置：用一个电磁铁吸住一个小钢球；当将电磁铁断电后，小钢球由静止开始向下加速运动；小钢球经过光电门时，计时装置将记录小钢球通过光电门所用的时间t，用游标卡尺测出小钢球的直径d，用直尺测量出小钢球由静止开始下降至光电门时的高度h，当地的重力加速度为g，那么

（1）测量小钢球的直径结果如图1所示，则小钢球的直径d=___cm．
（2）忽略了空气阻力的影响，该同学验证“动能定理”的表达式为___（用题中字母表示）．
（3）如果用这套装置验证机械能守恒定律，下面的做法能提高实验精度的是___．
A．在保证其他条件不变的情况下，减小小球的直径
B．在保证其他条件不变的情况下，增大小球的直径
C．在保证其他条件不变的情况下，增大小球的质量
D．在保证其他条件不变的情况下，减小小球的质量．

Answer 1

（1）由图示游标卡尺可知，其示数为13mm+13×0.02mm=11.26mm=1.326cm．
（2）小钢球的速度：v=(d)/(t)，重力势能的减少量：△

E

P

=mgh，小钢球的动能增加量：△E_K=(1)/(2)mv²=(1)/(2)m（(d)/(t)）²，
忽略空气阻力影响：△

E

P

=△E_K，即：mgh=(1)/(2)m（(d)/(t)）²，则需要验证的表达式为：gh=(1)/(2)(d2)/(t2)
（3）实验方案为：以小球通过光电门的时间得到小球的平均速度，以此来表示瞬时速度v=(d)/(t)，然后验证：mgh=(1)/(2)m

v

2

，即gh=(1)/(2)

v

2

是否成立，由此验证机械能守恒，故：
AB、小球的直径越小v越精确，故A正确，B错误．
CD、由于实际存在阻力故：
mgh-fh=(1)/(2)m

v

2

，
即：
gh-(fh)/(m)=(1)/(2)

v

2

．
可知所以质量越大，(fh)/(m)这一项越小，精确性越高，故C正确，D错误．
故选：AC
故答案为：（1）1.326     （2）gh=(1)/(2)(d2)/(t2)     （3）AC