Question

如图，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____________________；（用题中所给物理量表示）

（2）多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图像如图所示，当图中已知量t₀、H₀和重力加速度g及小球直径d满足以下表达式时，可判断小球下落过程中机械能_____________ (选填“守恒”、“不守恒”)；

（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，

△E_P－△E_K将________________________ （选填“增加”、“减小”或“不变”）。

Answer

守恒 增加

【解析】试题分析：（1）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球通过光电门B的速度表达式．（2）若小球的机械能守恒，则重力势能的减小量等于动能的增加量．（3）高度越大，阻力做功越多，重力势能的减小量和动能的增加量之差越大．

（1）极短时间内的平均速度等于瞬时速度，则小球通过光电门B的速度表达式；

（2）若小球下落过程中机械能守恒，则，整理得， ．

（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，则将增大；