Question

【題目】如圖甲所示，一位同學(xué)利用光電計(jì)時(shí)器等器材做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。有一直徑為d、質(zhì)量為m的金屬小球從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（H>>d），光電計(jì)時(shí)器記錄下小球通過光電門的時(shí)間為t，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>g。則：

(1)如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測得小球的直徑d＝________mm。

(2)多次改變高度H，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作，作出H隨的變化圖像如圖丙所示，當(dāng)圖中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直徑d滿足表達(dá)式___________________時(shí)，可判斷小球下落過程中機(jī)械能守恒。

(3)實(shí)驗(yàn)中，因受空氣阻力影響，小球動能的增加量ΔEk總是稍小于其重力勢能的減少量ΔEp，適當(dāng)降低下落高度后，則ΔEp－ΔEk將___________（填“增大”“減小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】7.25 2gH0t＝d2 減小

【解析】

(1)[1]．由圖可知，主尺刻度為7mm；游標(biāo)對齊的刻度為5；故讀數(shù)為：7mm+5×0.05mm=7.25mm；
(2)[2]．已知經(jīng)過光電門時(shí)的時(shí)間和小球的直徑；則可以由平均速度表示經(jīng)過光電門時(shí)的速度；故有

若減小的重力勢能等于增加的動能時(shí)，可以認(rèn)為機(jī)械能守恒；則有

即

解得

(3)[3]．由于該過程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多；故降低下落高度后，則△Ep-△Ek將減�。�