Question

【題目】某實驗小組用如圖所示的裝置，驗證機械能守恒定律。當地重力加速度為g。

（1）固定板通過鐵夾固定在鐵架臺上，小球緊靠固定板由靜止釋放，小球通過光電門所用時間為t，小球直徑為d，測出固定板到光電門的距離h，若根據測得數值，得到表達式______（用已知和測得的物理量表示）在誤差允許的范圍內成立，則機械能守恒定律得到驗證。

（2）保持固定板位置不變，改變光電門的位置，重復上述實驗，測得多組h及小球通過光電門的時間t，為了能通過圖象直觀地得到實驗結果，需要作出h-______（填“t”“t2”“”或“”）圖象，當圖象是一條過原點的直線，且在誤差允許的范圍內，斜率等于______（用已知和測得的物理量表示），則機械能守恒定律得到驗證。

（3）下列措施可以減小實驗誤差的是______。

A．小球的直徑盡量小些 B．小球的質量盡量小些

C．固定板到光電門的距離適當大些 D．盡量讓小球球心通光電門

Answer 1

【答案】 ACD

【解析】

（1）[1]小球下落過程中，重力勢能減少量為mgh，小球過光電門的速度為：，動能增加量為：

，

若要驗證機械能守恒，則有：

，

化簡得：；

（2）[2]由得：，即為了直觀地得到實驗結果，應作圖象，

[3]圖象的斜率為在誤差允許的范圍內等于，則機械能守恒定律得到驗證。

（3）[4]AB.為了減少實驗誤差，應選用質量大、體積小的小球，A項正確，B項錯誤；

CD.固定板到光電門的距離適當大些可以減小長度及速度測量的誤差，盡量讓小球球心通光電門，減小因小球遮光長度不同引起的誤差，C、D項正確；