Question

【題目】如圖，用光電門等器材驗證機械能守恒定律。直徑為d、質量為m的金屬小球由A處靜止釋放，下落過程中經過A處正下方的B處固定的光電門，測得A、B的距離為H(H>>d)，光電門測出小球通過光電門的時間為t，當地的重力加速度為g，則

（1）小球通過光電門B時的速度表達式____________________；（用題中所給物理量表示）

（2）多次改變高度H，重復上述實驗，作出隨H的變化圖像如圖所示，當圖中已知量t0、H0和重力加速度g及小球直徑d滿足以下表達式時，可判斷小球下落過程中機械能_____________ (選填“守恒”、“不守恒”)；

（3）實驗中發現動能增加量△EK總是小于重力勢能減少量△EP，增加下落高度后，

△EP－△EK將________________________ （選填“增加”、“減小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】 守恒 增加

【解析】試題分析：（1）根據極短時間內的平均速度等于瞬時速度求出小球通過光電門B的速度表達式．（2）若小球的機械能守恒，則重力勢能的減小量等于動能的增加量．（3）高度越大，阻力做功越多，重力勢能的減小量和動能的增加量之差越大．

（1）極短時間內的平均速度等于瞬時速度，則小球通過光電門B的速度表達式；

（2）若小球下落過程中機械能守恒，則，整理得， ．

（3）由于該過程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多；故增加下落高度后，則將增大；