题目内容
【题目】一位同学用光电计时器等器材装置做“验证机械能守恒定律”的实验，如图甲所示．通过电磁铁控制的小球从
点的正上方
点自由下落，下落过程中经过光电门时，光电计时器记录下小球过光电门时间
，当地的重力加速度为
．
（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．
之间的距离
；
B．小球的质量为
；
C．小球从到的下落时间
D．小球的直径
．
（2）小球通过光电门时的瞬时速度
_____（用题中以上的测量物理量表达）
（3）多次改变之间距离，重复上述过程，作出
随的变化图像如图乙所示，当小球下落过程中机械能守恒时，该直线斜率
_____．
（4）在实验中根据数据实际绘出的图乙直线的斜率为
则实验过程中所受的平均阻力
与小球重力
的比值为_____（用
、
表示）．
【答案】 （1） AD （2）
【解析】（1）A、根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门B的距离，故A正确；B、根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故B错误；C、利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误；D、利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D正确．故选AD．（2）已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度，即
；（3）若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；则有：
，即：
，解得：
，则该直线斜率
，（4）乙图线
，因存在阻力，则有：
，所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为
。
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