Question

【題目】某同學設計出如圖甲所示的實驗裝置來“驗證機械能守恒定律”，讓小球從A點自由下落，下落過程中經過A點正下方的光電門B時，光電計時器記錄下小球通過光電門時間t，當地重力加速度為g。

（1）為了驗證機械能守恒定律，該實驗還需要測量下列哪兩個物理量_____________。

A．小球的質量m

B．AB之間的距離H

C．小球從A到B的下落時間tAB

D．小球的直徑d

（2）小球通過光電門時的瞬時速度v=_______________（用題中所給的物理量表示）。

（3）調整AB之間距離H，多次重復上述過程，作出隨H的變化圖象如圖乙所示，若小球下落過程中機械能守恒，則該直線的斜率k=________________（用題中所給的物理量表示）。

Answer 1

【答案】BD

【解析】

由題意可知考查驗證機械能守恒定律實驗，根據實驗原理寫出機械能守恒表達式，變形求出 表達式，分析斜率可求得。

(1)[1] 小球自由下落時重力勢能轉化為動能， ， 聯立可求得 因此需要測H、d，故BD符合題意，AC不符合題意。

(2)[2] 小球通過光電門的時間為t，小球直徑為d，用平均速度代替瞬時速度則 。

(3) [3] 由上面的分析可知，則斜率k= 。