Question

【題目】光電門傳感器的示意圖如圖甲所示，它的一邊是發(fā)射器，另一邊是接收器，當(dāng)光路被物體擋住時(shí)，它就開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)光路再次恢復(fù)時(shí)，它就停止計(jì)時(shí)，這樣就可以測(cè)出物體擋光的時(shí)間。某同學(xué)利用光電門傳感器設(shè)計(jì)了一個(gè)研究小球下落過(guò)程中機(jī)械能是否守恒的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示，圖中A、B為固定在同一豎直線b的兩個(gè)光電門傳感器，兩傳感器之間的距離為h。實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓直徑為d的小球從A的正上方某一高度處由靜止釋放，小球依次從兩個(gè)光電門傳感器的發(fā)射器和接收器之間通過(guò)，測(cè)得擋光時(shí)間分別為 t1、t2、重力加速度大小為g。

(1)該實(shí)驗(yàn)____（填“需要”或“不需要”）測(cè)量小球的質(zhì)量m。

(2)若在誤差允許范圍內(nèi)滿足關(guān)系式_____（用題中相關(guān)物理量的符號(hào)表示），則說(shuō)明小球在A、B間運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能守恒。

Answer 1

【答案】不需要 2gh

【解析】

(1)[1]本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證表達(dá)式

是否成立,小球的質(zhì)量m可以消去，故不需要測(cè)量。

(2)[2]光電門傳感器測(cè)速度的原理是利用平均速度來(lái)代替瞬時(shí)速度，可得

故

解得