Question

【题目】一位同学用光电计时器等器材装置做“验证机械能守恒定律”的实验，如图甲所示．通过电磁铁控制的小球从点的正上方点自由下落，下落过程中经过光电门时，光电计时器记录下小球过光电门时间，当地的重力加速度为．

（1）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量_____．

A．之间的距离；

B．小球的质量为；

C．小球从到的下落时间

D．小球的直径．

（2）小球通过光电门时的瞬时速度_____（用题中以上的测量物理量表达）

（3）多次改变之间距离，重复上述过程，作出随的变化图像如图乙所示，当小球下落过程中机械能守恒时，该直线斜率_____．

（4）在实验中根据数据实际绘出的图乙直线的斜率为则实验过程中所受的平均阻力与小球重力的比值为_____（用、表示）．

Answer 1

【答案】 （1） AD （2）

【解析】（1）A、根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门B的距离，故A正确；B、根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故B错误；C、利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误；D、利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D正确．故选AD．（2）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，即；（3）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：，则该直线斜率，（4）乙图线，因存在阻力，则有：，所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为。