Question

某同学利用自由落体运动验证机械能守恒定律，它在同一竖直线上不同高度处安装两个光电门，然后在高处的光电门正上方一定距离处由静止释放小球，下落中小球球心经过两光电门的细光束，光电门显示的遮光时间分别为和。

（1）为验证机械能守恒定律，它还必须测出的物理量有________

A．小球的质量m

B．小球的直径D

C．两光电门中心的距离L

D．小球在两光电门中心间运动的时间

（2）为验证机械能守恒定律，需要比较小球在两光电门间运动时重力势能的减少量与小球增加的动能是否相等，若运用所测量物理量及相关常量表示，则=________；=________；

（3）为了减小实验误差，对选择小球的要求是__________

Answer

（1）BC（2）、

（3）质量大，体积小，外表面光滑

【解析】试题分析：（1）若想验证小球的机械能守恒，需测量的物理量有：两光电门间的高度，及两光电门点的瞬时速度，根据平均速度等于瞬时速度，则需要测量球的直径，从而求得球通过两光电门的瞬时速度，而对于质量，等式两边可能约去，而在两光电门中心间运动的时间是通过仪器读出，不需要测量，故BC正确，AD错误；

（2）重力势能的减少量：，利用匀变速直线运动的推论得动能的增量为：；

（3）当阻力越小时，则实验误差越小，因此要选择质量较大，直径较小，外表光滑的小球；

考点：利用自由落体运动验证机械能守恒定律实验

【名师点睛】本题比较简单，考查了验证机械能守恒定律中基本方法的应用，对于基本方法不能忽视，要在训练中加强练习，提高认识，注意本实验中要尽量减小阻力是能否验证机械能守恒的前提