Question

㈠

某同學利用光電門傳感器設計了一個研究小物體自由下落時機械能是否守恒的實驗，實驗裝置如圖所示，圖中A、B兩位置分別固定了兩個光電門傳感器。實驗時測得小物體上寬度為d的擋光片通過A的擋光時間為t₁，通過B的擋光時間為t₂。為了證明小物體通過A、B時的機械能相等，還需要進行一些實驗測量和列式證明。

⑴選出下列必要的實驗測量步驟

A.用天平測出運動小物體的質量m

B.測出A、B兩傳感器之間的豎直距離h

C.測出小物體釋放時離桌面的高度H

D.用秒表測出運動小物體通過A、B兩傳感器的時間△t

⑵若該同學用d和t的比值來反映小物體經過A、B光電門時的速度，并設想如果能滿足________________________關系式，即能證明在自由落體過程中小物體的機械能是守恒的。

⑶該同學的實驗設計可能會引起明顯誤差的地方是(請寫出一種)： _____________。

㈡物體在空中下落的過程中，重力做正功，物體的動能越來越大，為了“探究重力做功和物體動能變化間的定量關系”，我們提供了如下圖的實驗裝置。

⑴某同學根據所學的知識結合右圖設計一個本實驗情景的命題：

如圖所示，設質量為m（已測定）的小球在重力mg作用下從開始端自由下落至光電門發生的 　①　 ，通過光電門時的　②　，試探究外力做的功　③　與小球動能變化量

④  的定量關系。(請在①②空格處填寫物理量的名稱和對應符號；在③④空格處填寫數學表達式。)

⑵某同學根據上述命題進行如下操作并測出如下數字。

①用天平測定小球的質量為0.50kg；

②用游標尺測出小球的直徑為10.0mm；

③用刻度尺測出電磁鐵下端到光電門的距離為80.80cm；

④電磁鐵先通電，讓小球             。

⑤　        　，小球自由下落。

⑥在小球經過光電門時間內，計時裝置記下小球經過光電門所用時間為2.50×10^－3s，由此可算得小球經過光電門時的速度為　    　m/s。

⑦計算得出重力做的功為　   　J，小球動能變化量為　      J。(g取10m/s²，結果保留三位有效數字)

⑶試根據在⑵條件下做好本實驗的結論：　                 。

Answer 1

一）⑴B 　⑵   ⑶物體擋光的寬度d不能大、h的測量不對

㈡(12分)

⑴位移s ，  速度v　，  　mgs　

⑵④ 吸在開始端  。

⑤　電磁鐵斷電　

⑥　4　m/s。

⑦　4.04　J，　4.00  J。

⑶　在誤差允許范圍內，重力做的功與物體動能的變化量相等　。

解析:

略