Question

某同學(xué)利用光電門傳感器設(shè)計(jì)了一個研究小物體自由下落時機(jī)械能是否守恒的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,圖中A、B兩位置分別固定了兩個光電門傳感器.實(shí)驗(yàn)時測得小物體上寬度為d的擋光片通過A的擋光時間為t₁,通過B的擋光時間為t₂.為了證明小物體通過A、B時的機(jī)械能相等,還需要進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)測量和列式證明.

(1)(單選)下列必要的實(shí)驗(yàn)測量步驟是________.

A.用天平測出運(yùn)動小物體的質(zhì)量m

B.測出A、B兩傳感器之間的豎直距離h

C.測出小物體釋放時離桌面的高度H

D.用秒表測出運(yùn)動小物體通過A、B兩傳感器的時間Δt

(2)若該同學(xué)用d和t的比值來反映小物體經(jīng)過A、B光電門時的速度,并設(shè)想如果能滿足_________________關(guān)系式,即能證明在自由落體過程中小物體的機(jī)械能是守恒的.

(3)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可能會引起明顯誤差的地方是(請寫出一種):________________.

Answer 1

【解析】本題考查了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律這一實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作及誤差分析.難度中等.(1)由于重力勢能和動能中均包括質(zhì)量m,因此小物體的質(zhì)量m不需要測量,A錯誤;求物體重力勢能的減小量,需要測量下落高度,B正確;我們關(guān)心的是下落高度,與物體距離桌面的高度無關(guān),C錯誤;不需要測量物體下落所需要的時間,D錯誤.(2)物體通過兩光電門速度分別為、,驗(yàn)證機(jī)械能守恒,即需要驗(yàn)證²－²＝2gh.(3)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可能會引起明顯誤差的地方是物體擋光片的寬度d太大、h的測量不準(zhǔn)等.

【答案】(1)B　(2)(d/t₂)²－(d/t₁)²＝2gh　(3)物體擋光片的寬度d太大或h的測量不準(zhǔn)