Question

在“验证机械能守恒定律”的实验中，小明同学利用传感器设计实验：如图甲所示，将质量为m、直径为d的金属小球在一定高度h由静止释放，小球正下方固定一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外线的时间t，改变小球下落高度h，进行多次重复实验。此方案验证机械能守恒定律方便快捷。

（1）用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球的直径d =        mm；

（2）在处理数据时，计算小球下落h高度时速度v的表达式为          ；

（3）为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，应作下列哪一个图象？      ；

A．h-t图象   B．h-图象    C．h-图象    D．h-图象

（4）经正确的实验操作，小明发现小球动能增加量总是稍小于重力势能减少量mgh，你认为增加释放高度h后，两者的差值会      （填“增大”、“缩小”或“不变”）。

Answer

（1）17.805mm；（2）； （3） D ；（4） 增大

【解析】

试题分析：（1）螺旋测微器的固定刻度为17.5mm，可动刻度为30.5×0.01mm=0.305mm，所以最终读数为17.5mm+0.305mm=17.805mm；

（2）已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度；所以；

（3）若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；则有：；

即：为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，所以应作图象，故选：D．

（4）经正确的实验操作，小明发现小球动能增加量总是稍小于重力势能减少量mgh，则增加释放高度h后，两者的差值会增大；

考点：验证机械能守恒定律