Question

7．為探究物體在下落過(guò)程中機(jī)械能是否守恒，某同學(xué)采用實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，其設(shè)計(jì)方案如下：讓質(zhì)量為m，邊長(zhǎng)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(guò)程中小鐵塊重力勢(shì)能的減少量為mgh；測(cè)出小鐵塊通過(guò)光電門時(shí)的時(shí)間為t，則小鐵塊通過(guò)光電門時(shí)的速度為$\fracjb3znr1{t}$，此過(guò)程中小鐵塊動(dòng)能增加量為$\frac{mv3pv1dd^{2}}{2{t}^{2}}$．（已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度大小為g），比較重力勢(shì)能的減少量和動(dòng)能增加量之間的關(guān)系就可得出此過(guò)程中機(jī)械能是否守恒．

Answer 1

分析 解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
根據(jù)重力勢(shì)能和動(dòng)能的定義求出對(duì)應(yīng)的物理量．
知道光電門測(cè)量瞬時(shí)速度的原理．

解答 解：重力勢(shì)能減小量△E_p=mgh；
小鐵塊通過(guò)光電門時(shí)的速度為v=$\fractd3drnr{t}$；
由于靜止釋放重物
所以小鐵塊動(dòng)能增加量為$\frac{1}{2}$mv²=$\frac{1}{2}m（\frac13bvzjp{t}）^{2}$=$\frac{m1bvbxbf^{2}}{2{t}^{2}}$；
故答案為：mgh，$\fracbn13rvz{t}$，$\frac{mdpfjdh3^{2}}{2{t}^{2}}$．

點(diǎn)評(píng) 光電門測(cè)量瞬時(shí)速度是實(shí)驗(yàn)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(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度．