Question

【题目】小妮同学利用如图甲所示的实验装置验证系统机械能守恒。A、B是两个质量均为m的相同小球，O为穿过轻杆的固定转轴，C为固定在支架上的光电门，初始时杆处于水平状态，重力加速度为g。实验步骤如下∶

(1)用游标卡尺测得小球B的直径d如图乙所示，则d=______mm；

(2)用毫米刻度尺测得AO长为l， BO长为2l；

(3)由静止释放两小球，当小球B通过光电门时，测得光线被小球挡住的时间为t，则在杆由水平转至竖直的过程中两小球组成的系统增加的动能Ek=___， 减少的重力势能Ep=____ （用m、g、l、d、t表示）。

(4)若在误差允许的范围内Ek=Ep，则小球A、B组成的系统机械能守恒。

Answer 1

【答案】12.40 Mgl

【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺读数为12mm，游标读数为

则游标卡尺的最终读数为

(3)[2]小球B通过光电门的瞬时速度

A、B转动的半径之比为1：2，A、B的角速度相等，根据知A、B的速度之比为1：2，所以A的瞬时速度

系统动能增加量

[3]系统重力势能的减小量