Question

【题目】如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验。有一直径为d、质量为m的金属小球由A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H(H>>d)，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g.则：

⑴如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d = mm.

⑵小球经过光电门B时的速度表达式为

⑶多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图象如图丙所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式： 时，可判断小球下落过程中机械能守恒。

⑷实验中发现动能增加量△EK总是稍小于重力势能减少量△EP，增加下落高度后，则将 (选填“增加”、“减小”或“不变”)。

Answer 1

【答案】（1）7.25；（2）；（3）或（4）增加；

【解析】试题分析：（1）小球的直径d =7mm+0.05mm×5=7.25mm；（2）小球经过光电门B时的速度表达式为；（3）若机械能守恒，则满足，整理可得：，由图线可知，当满足时，可判断小球下落过程中机械能守恒；（4）因物体下落时受空气阻力作用，故使得动能增加量△EK总是稍小于重力势能减少量△EP；若增加下落高度后，则空气阻力做功变大，则将增加；