Question

【題目】如圖甲所示，一位同學利用光電計時器等器材做“驗證機械能守恒定律”的實驗．有一直徑為d、質量為m的金屬小球由A處靜止釋放，下落過程中能通過A處正下方、固定于B處的光電門，測得A、B間的距離為H(Hd)，光電計時器記錄下小球通過光電門的時間為t，當地的重力加速度為g.則：

(1)如圖乙所示，用20分度的游標卡尺測得小球的直徑d＝________cm.

(2)多次改變高度H，重復上述實驗，作出隨H的變化圖象如圖丙所示，當圖中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直徑d滿足以下表達式：________(用t0、H0、g、d表示，四個量均取國際單位)時，可判斷小球下落過程中機械能守恒．

(3)實驗中發現動能增加量ΔEk總是稍小于重力勢能減少量ΔEp，增加下落高度后，則ΔEp－ΔEk將________________(選填“增加”、“減小”或“不變”)．

Answer 1

【答案】 (1)0.715 cm　 (2)2gH0t02＝d2 (3)增加

【解析】(1)根據游標卡尺讀數規則得讀數為：；

(2)若要滿足機械能守恒，則金屬球減小的重力勢能等于金屬球增加的動能：

，整理可以得到：；

（3）由于該過程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多，故增加下落高度后，則將增加。