Question

在“驗證機械能守恒定律“的實驗中，小明同學利用傳感器設計實驗：如圖所示，將質(zhì)量為m、直徑為d的金屬小球在一定高度h由靜止釋放，小球正下方固定一臺紅外線計時器，能自動記錄小球擋住紅外線的時間t，改變小球下落高度h，進行多次重復實驗．

（1）在處理數(shù)據(jù)時，計算小球下落h高度時速度v的表達式為；

（2）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？D；

A．h﹣t圖象 B．h﹣圖象C．h﹣t²圖象 D．h﹣圖象

（3）經(jīng)正確的實驗操作，小明發(fā)現(xiàn)小球動能增加量總是稍小于重力勢能減少量，你認為增加釋放高度h后，兩者的差值會增大（填“增大”、“縮小”或“不變”）．

Answer 1

考點：  驗證機械能守恒定律．

專題：  實驗題；機械能守恒定律應用專題．

分析：  本實驗采用光電門利用平均速度法求解落地時的速度；則根據(jù)機械能守恒定律可知，當減小的機械能應等于增大的動能；由原理即可明確注意事項及數(shù)據(jù)的處理等內(nèi)容．

解答：  解：（1）已知經(jīng)過光電門時的時間小球的直徑；則可以由平均速度表示經(jīng)過光電門時的速度；

所以v=，

（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：mgh=mv²；

即：2gh=（）²

為直觀判斷小球下落過程中機械能是否守恒，所以應作h﹣圖象，

故選：D．

（3）經(jīng)正確的實驗操作，小明發(fā)現(xiàn)小球動能增加量mv²總是稍小于重力勢能減少量mgh，你認為增加釋放高度h后，兩者的差值會增大，

故答案為：（1）

（2）D

（3）增大

點評：  本題為創(chuàng)新型實驗，要注意通過分析題意明確實驗的基本原理才能正確求解，掌握由極短時間內(nèi)平均速度表示經(jīng)過光電門時的速度的思路．