Question

【题目】如图甲所示的实验装置可用来验证机械能守恒定律。轻杆两端固定两个大小相同但质量不等的小球P、Q，杆的正中央有一光滑的水平转轴O，使得杆能在竖直面内自由转动。O点正下方有一光电门，小球球心通过轨迹最低点时，恰好通过光电门，已知重力加速度为g。

（1）用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示，则小球的直径d=______cm。

（2）PQ从水平位置静止释放，当小球P通过最低点时，与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为Δt，则小球P经过最低点时的速度v=_______（用字母表示）。

（3）若两小球P、Q球心间的距离为L，小球P的质量为M，小球Q质量为m（M>m），当满足关系式____________________时，就验证了机械能守恒定律（所有物理量用题中字母表示）。

Answer 1

【答案】1.050

【解析】

（1）[1] 如图乙所示，则小球的直径

（2）[2]根据平均速度公式可得

（3）[3]根据机械能守恒，有

即