Question

（1）如图甲为验证小球做自由落体运动时机械能守恒的装置图。

①如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d=     cm；实验时将小球从光电门正上方固定位置O点由静止释放，小球恰能从光电门正中穿过，由数字计时器读出小球通过光电门的时间Δt，就可知道物体通过光电门的速度大小约为v=     （用字母表示）．

②已知当地的重力加速度为g，除了①中测得的数据外，要完成实验，还必须要测量的物理量是________．

A. 小球的质量m               B. 小球的体积V

C. 光电门与O点之间的竖直距离h

D．小球自初始位置O至下落到A位置时所用的时间t

③改变A的位置，测得多组相应的数据，作出­h图像，由图像算出其斜率k，当k＝______时，可以认为小球在下落过程中机械能守恒．

Answer 1

【答案】1）①0.455，；②C；③g

【命题立意】本题旨在考查验证机械能守恒定律。

【解析】①游标卡尺读数为d=4mm+11×0.05mm=0.455mm，

由某段时间内的平均速度等于中时刻的瞬时速度得，小球经过光电门时的瞬时速度v=；

②小球做自由落体运动时，由机械能守恒定律得：mgh=mv²，即gh=v²，故需要测量小球下落到每一个速度传感器时的速度v和高度h，不需要测量小球的质量m，体积V和下落时间时间t．故C正确，ABD错误．

③由mgh=mv²，得v²=gh，则﹣h图象的斜率k=g．

故答案为：（1）①0.455，；②C；③g．

【举一反三】： 本实验以小球做自由落体运动为例，验证机械能守恒定律，根据方程mgh=mv²，分析﹣h图象斜率的意义是常用的方法。