Question

【題目】如圖所示為用光電門測定鋼球下落時(shí)驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)裝置。直徑為d、質(zhì)量為m的鋼球自由下落的過程中，先后通過光電門A、B，計(jì)時(shí)裝置測出鋼球通過A、B的時(shí)間分別為tA、tB。用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度。測出兩光電門間的距離為h，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>g，不計(jì)空氣阻力：

(1)若鋼球從A到B過程機(jī)械能守恒，需要驗(yàn)證的表達(dá)式是_____________；

(2)本題“用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度”，但從嚴(yán)格意義上講是不準(zhǔn)確的，實(shí)際上鋼球通過光電門的平均速度________（選填“>”或“<”）鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度。

Answer 1

【答案】 <

【解析】

(1)[1]鋼球通過光電門A、B時(shí)的瞬時(shí)速度分別為

，

若鋼球從A到B過程機(jī)械能守恒，則有

則得

(2)[2]由勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律，鋼球通過光電門的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，而球心通過光電門的中間位移的速度大于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，故實(shí)際上鋼球通過光電門的平均速度小于鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度。