Question

7．為探究物體在下落過程中機械能是否守恒，某同學采用實驗裝置如圖所示，其設計方案如下：讓質量為m，邊長為d的立方體小鐵塊從開始端自由下落，開始端至光電門的高度差為h，則此過程中小鐵塊重力勢能的減少量為mgh；測出小鐵塊通過光電門時的時間為t，則小鐵塊通過光電門時的速度為$\fracrtri4an{t}$，此過程中小鐵塊動能增加量為$\frac{mhtz4epq^{2}}{2{t}^{2}}$．（已知當地重力加速度大小為g），比較重力勢能的減少量和動能增加量之間的關系就可得出此過程中機械能是否守恒．

Answer 1

分析 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數據處理以及注意事項．
根據重力勢能和動能的定義求出對應的物理量．
知道光電門測量瞬時速度的原理．

解答 解：重力勢能減小量△E_p=mgh；
小鐵塊通過光電門時的速度為v=$\fracgdlraem{t}$；
由于靜止釋放重物
所以小鐵塊動能增加量為$\frac{1}{2}$mv²=$\frac{1}{2}m（\frac7r2zslk{t}）^{2}$=$\frac{mszm32bh^{2}}{2{t}^{2}}$；
故答案為：mgh，$\fracegjvrfs{t}$，$\frac{mna2x1gg^{2}}{2{t}^{2}}$．

點評 光電門測量瞬時速度是實驗中常用的方法．由于光電門的寬度d很小，所以我們用很短時間內的平均速度代替瞬時速度．