Question

【題目】小明同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其中紅外線發(fā)射器、接收器可記錄小球的擋光時(shí)間。小明同學(xué)進(jìn)行了如下操作：

(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)小球的直徑如圖乙所示，則小球的直徑為____mm；

(2)該小球質(zhì)量為m、直徑為d。現(xiàn)使小球從紅外線的正上方的高度h處自由下落，記錄小球擋光時(shí)間t，已知重力加速度為g，則小球下落過程中動(dòng)能增加量的表達(dá)式為____；重力勢(shì)能減少量的表達(dá)式為________（用所給字母表示）。

(3)改變小球下落高度h，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)小球動(dòng)能的增加量總是小于重力勢(shì)能的減少量，你認(rèn)為可能的原因是 ____（至少寫出一條）。

Answer 1

【答案】 18.305 (18.305～18.306均可) m（）2 mgh 阻力做負(fù)功

【解析】（1）螺旋測(cè)微器的固定刻度為，可動(dòng)刻度為，
所以最終讀數(shù)為；
（2）已知經(jīng)過光電門的時(shí)間內(nèi)位移為小球的直徑，則可以由平均速度表示經(jīng)過光電門時(shí)的速度；所以，則小球下落過程中動(dòng)能增加量的表達(dá)式為；重力勢(shì)能減少量的表達(dá)式為；
（3）根據(jù)能量守恒定律分析，重力勢(shì)能的減少量往往大于動(dòng)能的增加量的原因是阻力做負(fù)功，