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）．测小球直径时用了一种新出厂的游标卡尺，与普通游标卡尺不同，它游标尺的刻线看起来很“稀疏”，使得读数时清晰明了，方便了使用者正确读取数据．如果此游标尺的刻线是将“39 mm等分成20份”。用该游标卡尺测得小球的直径如图所示，则d＝____ __cm．

（2）多次改变高度H，重复上述实验，作出随H变化的图像如图丙所示，当图中已知量t₀、H₀和重力加速度g及小球的直径d满足表达式         时，可判断小球下落过程中机械能守恒．

（3）实验中发现动能增加量ΔE_k总是稍小于重力势能减少量ΔE_p，增加下落高度后，则ΔE_p－ΔE_k将________（选填“增加”“减小”或“不变”）。

Answer

（1）3．125 （2） （3）增加

【解析】

试题分析：（1）由于此游标尺的刻线是将“39 mm等分成20份”，则精度为0．05mm，则读数为：3．1cm+0．05mm×5=3．125cm；（2）小球经过光电们的速度为,若机械能守恒，则满足：，则；则当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足表达式时，可判断小球下落过程中机械能守恒．（3）由于有阻力作用，故动能增加量ΔEk总是稍小于重力势能减少量ΔEp，增加下落高度后，阻力做功变大，则ΔEp－ΔEk将增加．

考点：验证机械能守恒定律

【名师点睛】此题是验证机械能守恒定律的实验；解题的关键是理解实验的基本原理，弄清实验的装置原理及实验过程，会分析实验可能出现的误差．游标卡尺的读数历来是考试的热点问题，也是要熟练掌握的知识点。