Question

【題目】為驗證在自由落體過程中物體的機械能是守恒的，某同學利用DIS設計了一個實驗，實驗裝置如圖甲所示，圖中A為電磁鐵，B為光電門．有一直徑為d、質(zhì)量為m的金屬小球通過電磁鐵從A處由靜止釋放，下落過程中能通過A處正下方、固定于B處的光電門，測得A、B間的距離為H，光電計時器記錄下小球通過光電門的時間為t，當?shù)氐闹亓�加速度�?/span>g，且小球直徑d遠小于A、B間的距離H．則：

（1）小球經(jīng)過光電門B時的速度vB表達式為_____；
（2）多次改變高度H，重復上述實驗，作出-H的變化圖象如圖乙所示，當圖線斜率

k=________時（用已知量g、d表示），可判斷小球下落過程中機械能守恒；
（3）實驗中發(fā)現(xiàn)動能增加量△Ek總是稍小于重力勢能減少量△EP，增加下落高度后，△EP-△Ek將_______增加（選填“增加”、“減小”、“不變”）．

Answer 1

【答案】 d/t 增加

【解析】（1）已知經(jīng)過光電門時的時間小球的直徑；則可以由平均速度表示經(jīng)過光電門時的速度；
故v=d/t；
（2）若減小的重力勢能等于增加的動能時，可以認為機械能守恒；
則有：mgH=mv2；
即：2gH=（）2
解得：

結(jié)合圖象，則有：k= ；
（3）由于該過程中有阻力做功，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；