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處由靜止釋放，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（）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的變化圖像如圖丙所示，當圖中已知量、和重力加速度g及小球的直徑d滿足表達式________時，可判斷消去下落過程中機械能守恒

（3）實驗中發現動能增加量總是稍小與重力勢能減少量，增加下落高度后，則將__________（填“增加”“減小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）增大

【解析】試題分析：游標卡尺讀數的方法是主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．由題意可知，本實驗采用光電門利用平均速度法求解落地時的速度；則根據機械能守恒定律可知，當減小的機械能應等于增大的動能．

（1）由圖可知，主尺刻度為8mm；游標對齊的刻度為3；故讀數為：8mm+3×0.05mm=8.15mm=0.815cm；

（2）若減小的重力勢能等于增加的動能時，可以認為機械能守恒；則有，即： ，解得．

（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．