Question

如图所示，用光电门等器材验证机械能守恒定律．直径为d、质量为m的金属小球由A处静止释放，下落过程中经过A处正下方的B处固定的光电门，测得A、B间的距离为H（H>>d），光电门测出小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，则

（1）小球通过光电门B时的速度表达式    ；

（2）多次改变高度H，重复上述实验，描点作出随H的变化图象，若作出的图线为通过坐标原点的直线，且斜率为    ，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△E_k总是小于重力势能减少量△E_P，增加下落高度后，则（△E_P－△E_k）将     （选填“增加”、“减小”或“不变”）；

（4）小明用AB段的运动来验证机械能守恒时，他用计算与B点对应的重锤的瞬时速度，得到动能的增加量，你认为这种做法正确还是错误？

答：    ．理由是    ．

Answer

（1）（2分） （2）（3分）（3）增加（2分）

（4）错误（1分） 此做法已默认机械能守恒（只要意思正确即给分）（2分）

【解析】

试题分析：（1）小球通过光电门B时的速度v=；

（2）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：mgH=mv2，即：2gH=（）2，解得：=，故-H变化图象的斜率k=；

（3）由于该过程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多；故增加下落高度后，则△Ep-△Ek将增大；

（4）小明用AB段的运动来验证机械能守恒时，他用计算与B点对应的重锤的瞬时速度，得到动能的增加量，这种做法是错误的，此做法已默认机械能守恒。

考点：验证机械能守恒定律

【名师点睛】由题意可知，本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度；则根据机械能守恒定律可知，当减小的机械能应等于增大的动能；由原理即可明确注意事项及数据的处理等内容．