Question

10．驗證機械能守恒定律的實驗裝置如圖1所示，小球由一根不可伸長的細線拴�。�細線另一端固定在O點，在O點正下方放置一組光電門，可測出小球通過時的擋光時間．小球擺到最低點時球心正對光電門，將細線拉直至水平后，小球由靜止釋放，光電門測出的擋光時間為t，已知小球的直徑為D，重力加速度為g．則
①測得繩長為l，若等式$g（l+\frac{D}{2}）=\frac{{D}^{2}}{2{t}^{2}}$成立（用題目中所給字母表示），說明小球下擺過程機械能守恒；
②此實驗的系統(tǒng)誤差來源于空氣阻力．（說出一種即可）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)減小的重力勢能等于增加的動能，即可求解；
（2）系統(tǒng)誤差來源是空氣阻力．

解答 解：①小球運動到最低點時，v=$\frac{D}{t}$，
根據(jù)機械能守恒定律應有mg（l+$\frac{D}{2}$）=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，
解得：$g（l+\frac{D}{2}）=\frac{{D}^{2}}{2{t}^{2}}$
②根據(jù)實驗原理，及實驗操作可知，產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的根源是空氣阻力．
故答案為：①$g（l+\frac{D}{2}）=\frac{D^2}{{2{t^2}}}$；②空氣阻力

點評 要明確實驗原理，根據(jù)物理規(guī)律列出相應方程，然后求解討論即可，知道光電門測速的原理，難度不大，屬于基礎題．