Question

【题目】光电门传感器的示意图如图甲所示，它的一边是发射器，另一边是接收器，当光路被物体挡住时，它就开始计时，当光路再次恢复时，它就停止计时，这样就可以测出物体挡光的时间。某同学利用光电门传感器设计了一个研究小球下落过程中机械能是否守恒的实验，实验装置如图乙所示，图中A、B为固定在同一竖直线b的两个光电门传感器，两传感器之间的距离为h。实验时，让直径为d的小球从A的正上方某一高度处由静止释放，小球依次从两个光电门传感器的发射器和接收器之间通过，测得挡光时间分别为 t1、t2、重力加速度大小为g。

(1)该实验____（填“需要”或“不需要”）测量小球的质量m。

(2)若在误差允许范围内满足关系式_____（用题中相关物理量的符号表示），则说明小球在A、B间运动的过程中机械能守恒。

Answer 1

【答案】不需要 2gh

【解析】

(1)[1]本实验要验证表达式

是否成立,小球的质量m可以消去，故不需要测量。

(2)[2]光电门传感器测速度的原理是利用平均速度来代替瞬时速度，可得

故

解得