Question

【题目】某同学设计出如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门时间t，当地的重力加速度为g0。

(1)为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量_____。

A.小球的质量m B.AB之间的距离H C.小球的直径d

(2)小球通过B点的速度v=______；

(3)调整AB之间距离H，多次重复上述过程，作出随H的变化图像如图乙所示，测得该直线斜率为k0，当小球下落过程中机械能守恒时g0 =____。

Answer 1

【答案】BC

【解析】

（1）[1]要验证机械能守恒定律，即需验证mgH与是否相等，其中v指的是小球通过光电门时的瞬时速度，它与小球经过光电门的平均速度相等，而小球通过光电门的平均速度大小为小球的直径与经过光电门的时间的比值。因此实验中需要测出AB之间的距离H和小球的直径。由于需验证的两式都有m，则不需要测量小球的质量，故BC正确，A错误。

故选BC。

（2）[2]匀变速运动的平均速度与该段时间中间时刻的瞬时速度相等，则有

（3）[3]若机械能守恒，则有

变形得

图像的斜率

解得，实验得到的g与g0相等，则机械能守恒。