Question

【题目】图甲的光电门传感器由发射器和接收器组成，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验证小球下落过程中机械能守恒的实验，实验装置如图乙所示，图中A、B为固定在同一竖直线上的两个光电门传感器，实验时让直径为d的小球从某一高度处（O点）由静止释放，让小球依次从A、B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t1、t2。

(1)实验中，还需要测量的一个物理量是_____.

(2)小球通过光电门A时的速度大小为_____（用对应物理量的符号表示）.

(3)如果能满足关系式_____（用对应物理量的符号表示），即能证明小球下落过程中机械能守恒.

Answer 1

【答案】两光电门之间的高度差h

【解析】

（1）由于是验证机械能守恒定律，即验证减小的势能等于增加的动能，所以除了测量小球通过两光的速度外，还要测量两光电门之间的高度差。

（2）用小于通过光电门的平均速度代替瞬时速度，所以小球通过光电门的瞬时速度vA＝

（3）小球从A光电门到B光电门，若机械能守恒，则减小的重力势能mgh等于增加的动能，消去质量将速度代入有：