Question

【题目】如图甲所示是光电门传感器的示意图．它的一边是发射器，另一边是接收器，当光路被物体挡住的时候，它就开始计时，当光路再次恢复的时候，它就停止计时．这样就可以测出挡光片挡光的时间．某同学利用光电门传感器设计了一个研究小球下落过程中机械能是否守恒的实验．实验装置如图乙所示，图中、为固定在同一竖直线上的两个光电门传感器，实验时让半径为的小球从某一髙度处由静止释放，让小球依次从、两个光电门传感器的发射器和接收器之间通过，测得挡光时间分别为、．为了证明小球通过、过程中的机械能守恒，还需要进行一些实验测量和列式证明．

（1）选出下列还需要的实验测量步骤（______）

A．测出、两传感器之间的竖直距离

B．测出小球释放时离桌面的高度

C．用秒表测出运动小物体通过、两传感器的时间

D．测出小球由静止释放位置与传感器之间的竖直距离

（2）如果能满足______关系式，即能证明小球通过、过程中的机械能是守恒的．

Answer 1

【答案】A

【解析】

（1）[1]实验目的是验证机械能守恒，即验证表达式

成立，光电门传感器测速度的原理是利用平均速度来代替瞬时速度，可得：

，

因此除了需要测量小球的直径以及记录挡光时间外，还需要计算重力势能的减小量，因此需要测量两个光电门之间的距离

（2）[2]如果能满足:

变形得：

即能证明小球通过A、B过程中的机械能是守恒的．