Question

【題目】如圖所示，用光電門等器材驗證機械能守恒定律．直徑為d、質量為m的金屬小球由A處靜止釋放，下落過程中經過A處正下方的B處固定的光電門，測得A、B間的距離為H（H>>d），光電門測出小球通過光電門的時間為t，當地的重力加速度為g，則

（1）小球通過光電門B時的速度表達式 ；

（2）多次改變高度H，重復上述實驗，描點作出隨H的變化圖象，若作出的圖線為通過坐標原點的直線，且斜率為 ，可判斷小球下落過程中機械能守恒；

（3）實驗中發現動能增加量△Ek總是小于重力勢能減少量△EP，增加下落高度后，則（△EP－△Ek）將 （選填“增加”、“減小”或“不變”）；

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）增加

【解析】

試題分析：（1）已知經過光電門時的時間小球的直徑；則可以由平均速度表示經過光電門時的速度；故；

（2）若減小的重力勢能等于增加的動能時，可以認為機械能守恒；則有：；即：，解得：，結合圖象，則有：；

（3）由于該過程中有阻力做功，故動能的增加量一定小于重力勢能的減小量；而高度越高，阻力做功越多；故增加下落高度后，則將增加；