Question

【題目】用如圖所示的裝置驗證機械能守恒定律。通過電磁鐵控制的小鐵球從A點自由下落，下落過程中經過光電門B，B與毫秒計時器圖中未畫出相連。實驗前應調整光電門位置使小球下落過程中球心通過光電門中的激光束。

為了驗證機械能守恒定律需要測量或記錄下列哪些物理量______。

A.小鐵球的直徑d了

B.A點與B點間的距離h

C.小鐵球的質量m

D.小鐵球經過光電門的擋光時間即毫秒計時器的讀數

利用向中的物理量和重力加速率g，寫出驗證機械能守恒定律的表達式為______。

為直觀判斷小球下落過程中機械能是否守恒，應作下列哪一個圖象？______；圖象的斜率______。

A.圖象圖象圖象圖象

經正確的實驗操作，發現小球動能增加量總是稍小于重力勢能減少量，原因是______。

Answer 1

【答案】ABDD有空氣阻力

【解析】

根據實驗的原理，抓住重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等，確定所需測量的物理量。
根據機械能守恒得出函數關系式，確定作哪一個圖象，以及得出圖象斜率的含義。
根據原理，結合能量守恒分析小球動能增加量總是稍小于重力勢能減少量的原因。

小球重力勢能的減小量為mgh，動能的增加量為，質量可以約去，不需要測量小球的質量，需要測量小鐵球的直徑d，A、B兩點的高度h，小鐵球經過光電門的擋光時間t，故選ABD。
根據得，驗證機械能守恒的表達式為：。
根據知，，為了直觀判斷小球下落過程中機械能是否守恒，應作圖線，故選D。圖線的斜率。
經正確的實驗操作，發現小球動能增加量總是稍小于重力勢能減少量，原因是有空氣阻力，使得部分重力勢能轉化為內能。