Question

某實驗小組想利用圖（甲）所示的單擺裝置來驗正機械能守恒定，但需要先測定當地的重力加速度．他們從實驗室找來了如圖（乙）所示的實驗器材．
（1）在測量當地的重力加速度時，除器材a、c外，還應選擇的器材有

 

（填器材下的字母）．若測量過程中懸點松動，則測出的重力加速度

 

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

 

 cm．
（3）重力加速度測出后，繼續驗證擺球的機械能是否守恒，需要的器材有

 

（填器材下的字母）．取最低點D處為零勢面，橫坐標h為小球離最低點的高度，縱坐標E為小球的動能或勢能（m為小球的質量）．推據記錄的實驗數據，處理后得到圖（丙）所示的實驗圖象，經分析后可以得出的結論是：

 

．

Answer 1

分析：（1）利用單擺測重力加速度時，有g=

4π2l

T2

，由此可知需要的儀器和進行誤差分析；
（2）游標卡尺讀數的方法是主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．主尺讀數時看游標的0刻度線超過主尺哪一個示數，該示數為主尺讀數，看游標的第幾根刻度與主尺刻度對齊，乘以游標的分度值，即為游標讀數；
（3）重力加速度測出后，繼續驗證擺球的機械能是否守恒的關鍵是測出小球在最低點時的速度大小以及小球下落的高度，利用儀器d和g即可完成實驗．

解答：解：（1）利用單擺測重力加速度時，根據g=

4π2l

T2

可知，需要刻度尺才測擺線的長度，因此還需要儀器g，需要測量單擺的周期，因此需要秒表b或者光電計時器d；
若測量過程中懸點松動，導致實際擺長變長，但是計算時仍然采用較小的擺長，因此會導致測量結果偏小．
故答案為：b（或d）、g，小于．
（2）由圖可知游標卡尺的主尺讀數為18mm，游標讀數為：0.1×8=0.8mm，所以最終讀數為：18mm+0.8mm=18.8mm=1.88cm．
故答案為：1.88．
（3）重力加速度測出后，繼續驗證擺球的機械能是否守恒的關鍵是測出小球在最低點時的速度大小以及小球下落的高度，利用儀器d和g即可完成實驗；根據圖可知動能的增加量和勢能的減小量基本相等，這說明在誤差范圍內小球的機械能是守恒的．
故答案為：a、b、g（或d、g），在誤差允許范圍內小球機械能守恒．

點評：正確解答該題的關鍵是明確實驗原理，只有理解了實驗原理才能進行有關數據處理、儀器選擇和誤差分析．