Question

如图是验证机械能守恒定律的实验．小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定．将轻绳拉至水平后由静止释放．在最低点附近放置一组光电门，测出小圆柱运动到最低点的挡光时间△t，再用游标卡尺测出小圆柱的直径d，如图所示，重力加速度为g．则

（1）小圆柱的直径d=______cm；
（2）测出悬点到圆柱重心的距离，若等式_____成立，说明小圆柱下摆过程机械能守恒；
（3）若在悬点O安装一个拉力传感器，测出绳子上的拉力F，则验证小圆柱作圆周运动在最低点向心力的公式还需要测量的物理量是______（用文字和字母表示），若等式F=___________成立，则可验证小圆柱作圆周运动在最低点向心力的公式．

Answer 1

（1）1.02 （2） （3）小圆柱的质量m、 

试题分析：（1）游标卡尺读数方法：首先读出游标尺0刻线对应的主尺的整数部分读作n毫米，然后读出游标尺第几个刻度线和主尺刻度线对齐，读作m，最后读数为：(m+n×0.1)mm，所以本题读作：
10mm＋2×0.1mm=10.2mm,即1.02cm
（2）若机械能守恒则有成立，即若等式成立，说明小圆柱下摆过程机械能守恒
（3）小圆柱作圆周运动在最低点时有，可见验证小圆柱作圆周运动在最低点向心力的公式还需要测量的物理量是小圆柱的质量m；若成立，则可验证小圆柱作圆周运动在最低点向心力的公式。
点评：熟练掌握游标卡尺的读数规则，关键是小圆柱经过光电门的时间极短，可看成是匀速通过，来计算小圆柱通过光电门的速度。