Question

【題目】為驗(yàn)證物體自由落體過(guò)程中的機(jī)械能守恒，某同學(xué)利用DIS設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，A為電磁鐵，B為光電門，有一直徑為d、質(zhì)量為m的金屬小球通過(guò)電磁鐵從A處由靜止釋放，下落過(guò)程中能通過(guò)A處正下方固定于B處的光電門，測(cè)得A、B間的高度差為H，光電計(jì)時(shí)器記錄下小球通過(guò)光電門的時(shí)間為t，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>g，且小球直徑d遠(yuǎn)小于H．則：

（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)得小球的直徑d如圖乙所示，則d=________mm；

（2）若小球經(jīng)過(guò)光電門的時(shí)間t=0.00251s，則速度vB=________m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；

（3）多次改變H，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，作出-H圖象如圖丙所示，若小球下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，則圖線斜率k=________（用已知量g、d表示）；

（4）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)小球動(dòng)能增加量△Ek總是稍小于重力勢(shì)能減少量△Ep，增加下落高度后，重力勢(shì)能減少量與動(dòng)能增加量的差值△Ep-△Ek將_______（選填“增加”“減少”或“不變”）．

Answer 1

【答案】0.807 增加

【解析】

（1）[1]由圖示螺旋測(cè)微器可知，其示數(shù)為：

0.5mm+30.7×0.01mm=0.807mm

（2）[2]小球經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的速度：

（3）[3]小球減小的重力勢(shì)能：△EP=mgH，小球增加的動(dòng)能：

由機(jī)械能守恒定律得：

整理得：

圖象的斜率：。

（4）[4]由于該過(guò)程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多，故增加下落高度后，則△Ep-△Ek將增加。