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某学习小组利用摆球和光电传感器做“验证机械能守恒定律”的实验,如图所示,一摆球通过细线悬于O点,在摆球球心经过的弧线上B、C两点,安装光电传感器,将摆球从A点自由释放,测出

题目详情
某学习小组利用摆球和光电传感器做“验证机械能守恒定律”的实验,如图所示,一摆球通过细线悬于O点,在摆球球心经过的弧线上B、C两点,安装光电传感器,将摆球从A点自由释放,测出摆球经过B、C两点的挡光时间,就可计算出摆球在B、C两点的速度,设最低点D为零势能点.
作业帮
(1)用毫米刻度尺测量B点距最低点D的高度时,示数如图所示,则B点的高度为___m.
(2)已知B、C两点距最低点D的高度分别为hB、hC,光电传感器测出摆球经过B,C点的挡光时间为t1和t2,已知摆球的直径为d,重力加速度为g,为了验证摆球在B、C两点的机械能相等,上述已知量需要满足的关系式是___
(3)数据分析发现,C点的机械能比B点的机械能略大,其原因可能是___(填选项字母代号)
A、空气阻力的影响
B、摆球从A点偏下地方释放
C、C点的光电门偏离经过的摆球球心.
▼优质解答
答案和解析
(1)毫米刻度尺的最小分度是1mm,则读数为:20.17cm=0.2017m
(2)本实验,采用光电门传感器来测量瞬时速度,通过v=
△s
△t
来测出速度.则:vB=
d
t1
vC=
d
t2

根据机械能守恒可知,
1
2
m
v
2
B
+mghB=
1
2
m
v
2
c
+mghc
即:ghB+
d2
2
t
2
1
=ghC+
d2
2
t
2
2

(3)A、C点在B点的下方,若考虑空气的阻力,则C点的机械能偏小,故A错误;
B、若摆球从A点偏下地方释放,则测量C时与测量B时的速度都偏小,二者相比,不会产生影响,即C点的机械能不会比B点偏小.故B错误;
C、在测量C点时的速度时,若C点的光电门偏离经过的摆球球心,则小球挡住光的距离偏小,根据v=
△s
△t
可知时间偏小,所以测量的速度偏大,致使其机械能偏大.故C正确.
故选:C
故答案为:(1)0.2017;(2)ghB+
d2
2
t
2
1
=ghC+
d2
2
t
2
2
;(3)C
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