Question

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：

（1）如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d=      mm．

（2）小球经过光电门B时的速度表达式为      ．

（3）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．

（4）实验中发现动能增加量△E_K总是稍小于重力势能减少量△E_P，增加下落高度后，则△E_p﹣△E_k将      （选填“增加”、“减小”或“不变”）．

Answer

（1）7.25（2分） （2） 或 （2分） （3）增加（2分）

【解析】

试题分析：（1）20分度游标卡尺的最小分度为0.05mm，游标的0刻线过主尺的整数部分为7mm，游标的第5根刻线与主尺对齐，故读数为7mm+5×0.05mm=7.25mm；

（2）小球经过光电门的速度等于小球通过光电门过程中的平均速度，即v=。

（3）由mgh =mv2，故 或

（4）增加下落高度后，阻力做功增加，则△Ep﹣△Ek将增加。

考点：游标卡尺的读数、落体法验证机械能守恒

【名师点睛】