Question

（8分）某实验小组利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．小钢球自由下落过程中，计时装置测出小钢球先后通过光电门A、B的时间分别为tA、tB，用小钢球通过光电门A、B的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度．测出两光电门间的距离为h，当地的重力加速度为g，小钢球所受空气阻力可忽略不计．

（1）先用游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球直径为d = cm；

（2）要验证机械能是否守恒，只要比较 与 是否相等；

（3）实验中小钢球通过光电门的平均速度 （选填“大于”或“小于”）小钢球球心通过光电门时的瞬时速度，导致动能增加量总是稍 （选填“大于”或“小于”）重力势能减少量，且随小钢球下落起始高度的增加，误差越来越 （选填“大”或“小”）。

Answer 1

（1）0.855 （3分） （2）、gh或gh 、 （每空1分） （3）小于、小于、大 （每空1分）

【解析】

试题分析：（1）d=8+0.5×11=8.55mm=0.855cm （2）比较与。质量可以消去，且初末速度已求出，因此比较与（3）由于小钢球做匀加速直线运动，平均速度等于中间时刻的速度，中间时刻的速度小于中间位置的速度，因此平均速度“小于”小钢球球心通过光电门时的瞬时速度；从而导致动能增加量小于重力势能减小量；当起始高度增加，v1、v2都增加，从而平均速度与中点的速度差距越来越大。

考点：验证机械能守恒定律