题目内容
【题目】如图为研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验装置。图中A、B两位置分别固定两个光电门传感器，物体上的挡光片宽度为d，实验测得通过A的挡光时间为t1，通过B的挡光时间为t2。为了证明小物体通过A、B时的机械能相等，还需要进行一些实验测量和列式证明。
（1）（单选）选出实验必要的测量步骤（______）
A．用天平测出运动小物体的质量m
B．测出小物体释放时离桌面的高度H
C．测出A、B处两传感器之间的竖直距离h
D．用秒表测出运动小物体通过A、B两传感器的时间Δt
（2）设想如果能满足________________________关系式（请用测量值和已知量来表示，重力加速度为g），即能证明在自由落体过程中小物体的机械能是守恒的。
（3）（单选）可以减小实验误差的措施是（______）
A．避免释放小物体时有初速度 B．选用宽度较大的挡光片
C．B位置离开桌面高一些 D．两个传感器间距大一些
【答案】C 
D
【解析】
（2）本实验中利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故有：
，
，根据机械能守恒定律有：
，约去m得：
，代入
、
，则有：，即能证明在自由落体过程中小物体的机械能是守恒的.（1）根据上面机械能守恒的表达式可知，不需要测量质量，不需要测量小物体通过A、B两传感器的时间
；因需要测量从A到B过程中重力势能的减小量，故需要测量AB之间的距离h，而不需要测量小物体释放时离桌面的高度H，故ABD错误，C正确．故选C．（3）根据上面机械能守恒的表达式可知，可以减小实验误差的措施是：选用宽度较小的挡光片从而使得所测瞬时速度更要接近真实值，或增大两传感器的间距，故ABC错误，D正确；选D.
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