Question

某同學(xué)利用光電門(mén)傳感器設(shè)計(jì)了一個(gè)研究小物體自由下落時(shí)機(jī)械能是否守恒的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,圖中A、B兩位置分別固定了兩個(gè)光電門(mén)傳感器.實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得小物體上寬度為d的擋光片通過(guò)A的擋光時(shí)間為t₁,通過(guò)B的擋光時(shí)間為t₂.為了證明小物體通過(guò)A、B時(shí)的機(jī)械能相等,還需要進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)測(cè)量和列式證明.

(1)(單選)下列必要的實(shí)驗(yàn)測(cè)量步驟是________.

A.用天平測(cè)出運(yùn)動(dòng)小物體的質(zhì)量m

B.測(cè)出A、B兩傳感器之間的豎直距離h

C.測(cè)出小物體釋放時(shí)離桌面的高度H

D.用秒表測(cè)出運(yùn)動(dòng)小物體通過(guò)A、B兩傳感器的時(shí)間Δt

(2)若該同學(xué)用d和t的比值來(lái)反映小物體經(jīng)過(guò)A、B光電門(mén)時(shí)的速度,并設(shè)想如果能滿足_________________關(guān)系式,即能證明在自由落體過(guò)程中小物體的機(jī)械能是守恒的.

(3)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可能會(huì)引起明顯誤差的地方是(請(qǐng)寫(xiě)出一種):________________.

Answer 1

【解析】本題考查了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律這一實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作及誤差分析.難度中等.(1)由于重力勢(shì)能和動(dòng)能中均包括質(zhì)量m,因此小物體的質(zhì)量m不需要測(cè)量,A錯(cuò)誤;求物體重力勢(shì)能的減小量,需要測(cè)量下落高度,B正確;我們關(guān)心的是下落高度,與物體距離桌面的高度無(wú)關(guān),C錯(cuò)誤;不需要測(cè)量物體下落所需要的時(shí)間,D錯(cuò)誤.(2)物體通過(guò)兩光電門(mén)速度分別為、,驗(yàn)證機(jī)械能守恒,即需要驗(yàn)證²－²＝2gh.(3)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可能會(huì)引起明顯誤差的地方是物體擋光片的寬度d太大、h的測(cè)量不準(zhǔn)等.

【答案】(1)B　(2)(d/t₂)²－(d/t₁)²＝2gh　(3)物體擋光片的寬度d太大或h的測(cè)量不準(zhǔn)