Question

某實(shí)驗(yàn)小組想利用圖（甲）所示的單擺裝置來(lái)驗(yàn)正機(jī)械能守恒定，但需要先測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度．他們從�?shí)驗(yàn)室找來(lái)了如圖（乙）所示的實(shí)驗(yàn)器材．
（1）在測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度時(shí)，除器材a、c外，還應(yīng)選擇的器材有

 

（填器材下的字母）．若測(cè)量過(guò)程中懸點(diǎn)松動(dòng)，則測(cè)出的重力加速度

 

真實(shí)重力加速度（填“大于、等于或小于”）．
（2）用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球的直徑時(shí)讀數(shù)如圖所示，則小球的直徑為

 

 cm．
（3）重力加速度測(cè)出后，繼續(xù)驗(yàn)證擺球的機(jī)械能是否守恒，需要的器材有

 

（填器材下的字母）．取最低點(diǎn)D處為零勢(shì)面，橫坐標(biāo)h為小球離最低點(diǎn)的高度，縱坐標(biāo)E為小球的動(dòng)能或勢(shì)能（m為小球的質(zhì)量）．推據(jù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，處理后得到圖（丙）所示的實(shí)驗(yàn)圖象，經(jīng)分析后可以得出的結(jié)論是：

 

．

Answer 1

分析：（1）利用單擺測(cè)重力加速度時(shí)，有g=

4π2l

T2

，由此可知需要的儀器和進(jìn)行誤差分析；
（2）游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．主尺讀數(shù)時(shí)看游標(biāo)的0刻度線超過(guò)主尺哪一個(gè)示數(shù)，該示數(shù)為主尺讀數(shù)，看游標(biāo)的第幾根刻度與主尺刻度對(duì)齊，乘以游標(biāo)的分度值，即為游標(biāo)讀數(shù)；
（3）重力加速度測(cè)出后，繼續(xù)驗(yàn)證擺球的機(jī)械能是否守恒的關(guān)鍵是測(cè)出小球在最低點(diǎn)時(shí)的速度大小以及小球下落的高度，利用儀器d和g即可完成實(shí)驗(yàn)．

解答：解：（1）利用單擺測(cè)重力加速度時(shí)，根據(jù)g=

4π2l

T2

可知，需要刻度尺才測(cè)擺線的長(zhǎng)度，因此還需要儀器g，需要測(cè)量單擺的周期，因此需要秒表b或者光電計(jì)時(shí)器d；
若測(cè)量過(guò)程中懸點(diǎn)松動(dòng)，導(dǎo)致實(shí)際擺長(zhǎng)變長(zhǎng)，但是計(jì)算時(shí)仍然采用較小的擺長(zhǎng)，因此會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏小．
故答案為：b（或d）、g，小于．
（2）由圖可知游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為18mm，游標(biāo)讀數(shù)為：0.1×8=0.8mm，所以最終讀數(shù)為：18mm+0.8mm=18.8mm=1.88cm．
故答案為：1.88．
（3）重力加速度測(cè)出后，繼續(xù)驗(yàn)證擺球的機(jī)械能是否守恒的關(guān)鍵是測(cè)出小球在最低點(diǎn)時(shí)的速度大小以及小球下落的高度，利用儀器d和g即可完成實(shí)驗(yàn)；根據(jù)圖可知?jiǎng)幽艿脑黾恿亢蛣?shì)能的減小量基本相等，這說(shuō)明在誤差范圍內(nèi)小球的機(jī)械能是守恒的．
故答案為：a、b、g（或d、g），在誤差允許范圍內(nèi)小球機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評(píng)：正確解答該題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，只有理解了實(shí)驗(yàn)原理才能進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理、儀器選擇和誤差分析．