Question

【题目】如图所示，用光电门等器材验证机械能守恒定律．直径为d、质量为m的金属小球由A处静止释放，下落过程中经过A处正下方的B处固定的光电门，测得A、B间的距离为H（H>>d），光电门测出小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，则

（1）小球通过光电门B时的速度表达式 ；

（2）多次改变高度H，重复上述实验，描点作出随H的变化图象，若作出的图线为通过坐标原点的直线，且斜率为 ，可判断小球下落过程中机械能守恒；

（3）实验中发现动能增加量△Ek总是小于重力势能减少量△EP，增加下落高度后，则（△EP－△Ek）将 （选填“增加”、“减小”或“不变”）；

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）增加

【解析】

试题分析：（1）已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度；故；

（2）若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；则有：；即：，解得：，结合图象，则有：；

（3）由于该过程中有阻力做功，故动能的增加量一定小于重力势能的减小量；而高度越高，阻力做功越多；故增加下落高度后，则将增加；