Question

某同学用图甲所示的装置验证机械能守恒定律．实验操作过程中①用游标卡尺测量小球的直径，由图乙可知小球

某同学用图甲所示的装置验证机械能守恒定律．实验操作过程中①用游标卡尺测量小球的直径，由图乙可知小球的直径为______mm；②用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为l22.20cm；③断开电磁铁电源，让小球自由下落；④在小球经过光电门时，计时装置记下小球经过光电门所用的时间为2.50×10-3s，由此可算得小球经过光电门时的速度为______m/s；⑤以光电门所在处的水平面为参考面，小球的质量为m（kg），取重力加速度g=10m/s2，计算得出小球在最高点时的机械能为______J，小球在光电门时的机械能为______J．由此可知，在误差允许的范围内，小球下落过程中机械能是守恒的．

Answer 1

①游标卡尺的主尺读数为：12mm，游标尺上第7个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为7×0.05mm=0.35mm，
所以最终读数为：12mm+0.35mm=12.35mm．
④利用平均速度代替瞬时速度算得小球经过光电门时的速度得：
小球经过光电门时的速度为：v=

d

△t

=

0.01235

0.00250

m/s=4.94m/s．
⑤以光电门所在处的水平面为参考面，小球在最高点时的机械能为E₁=0+mgh=12.22m  
小球在光电门时的机械能为E₂=0+

1

2

mv²=12.20m  
故答案为：①12.35     ④4.94   ⑤12.22m，12.20m