Question

【題目】圖甲的光電門傳感器由發射器和接收器組成，當光路被物體擋住的時候，它就開始計時，當光路再次恢復的時候，它就停止計時，這樣就可以測出擋光片擋光的時間。某同學利用光電門傳感器設計了一個驗證小球下落過程中機械能守恒的實驗，實驗裝置如圖乙所示，圖中A、B為固定在同一豎直線上的兩個光電門傳感器，實驗時讓直徑為d的小球從某一高度處（O點）由靜止釋放，讓小球依次從A、B兩個光電門傳感器的發射器和接收器之間通過，測得擋光時間分別為t1、t2。

(1)實驗中，還需要測量的一個物理量是_____.

(2)小球通過光電門A時的速度大小為_____（用對應物理量的符號表示）.

(3)如果能滿足關系式_____（用對應物理量的符號表示），即能證明小球下落過程中機械能守恒.

Answer 1

【答案】兩光電門之間的高度差h

【解析】

（1）由于是驗證機械能守恒定律，即驗證減小的勢能等于增加的動能，所以除了測量小球通過兩光的速度外，還要測量兩光電門之間的高度差。

（2）用小于通過光電門的平均速度代替瞬時速度，所以小球通過光電門的瞬時速度vA＝

（3）小球從A光電門到B光電門，若機械能守恒，則減小的重力勢能mgh等于增加的動能，消去質量將速度代入有：