Question

6．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律“的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)利用傳感器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：如圖所示，將質(zhì)量為m、直徑為d的金屬小球在一定高度h由靜止釋放，小球正下方固定一臺(tái)紅外線計(jì)時(shí)器，能自動(dòng)記錄小球擋住紅外線的時(shí)間t，改變小球下落高度h，進(jìn)行多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)．
（1）在處理數(shù)據(jù)時(shí)，計(jì)算小球下落h高度時(shí)速度v的表達(dá)式為$\fracic0i0ag{t}$；
（2）為直觀判斷小球下落過程中機(jī)械能是否守恒，應(yīng)作下列哪一個(gè)圖象？D；
A．h-t圖象　　 B．h-$\frac{1}{t}$圖象　　　C．h-t²圖象　　 　D．h-$\frac{1}{{t}^{2}}$圖象
（3）經(jīng)正確的實(shí)驗(yàn)操作，小明發(fā)現(xiàn)小球動(dòng)能增加量總是稍小于重力勢(shì)能減少量，你認(rèn)為增加釋放高度h后，兩者的差值會(huì)增大（填“增大”、“縮小”或“不變”）．

Answer 1

分析 本實(shí)驗(yàn)采用光電門利用平均速度法求解落地時(shí)的速度；則根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知，當(dāng)減小的機(jī)械能應(yīng)等于增大的動(dòng)能；由原理即可明確注意事項(xiàng)及數(shù)據(jù)的處理等內(nèi)容．

解答 解：（1）已知經(jīng)過光電門時(shí)的時(shí)間小球的直徑；則可以由平均速度表示經(jīng)過光電門時(shí)的速度；
所以v=$\frac6uec0wc{t}$，
（2）若減小的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能時(shí)，可以認(rèn)為機(jī)械能守恒；
則有：mgh=$\frac{1}{2}$mv²；
即：2gh=（$\fracsysek0s{t}$）²
為直觀判斷小球下落過程中機(jī)械能是否守恒，所以應(yīng)作h-$\frac{1}{{t}^{2}}$圖象，
故選：D．
（3）經(jīng)正確的實(shí)驗(yàn)操作，小明發(fā)現(xiàn)小球動(dòng)能增加量$\frac{1}{2}$mv²總是稍小于重力勢(shì)能減少量mgh，你認(rèn)為增加釋放高度h后，由于空氣阻力增多，導(dǎo)致兩者的差值會(huì)增大，
故答案為：（1）$\fracgykqqua{t}$
（2）D
（3）增大

點(diǎn)評(píng) 本題為創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，要注意通過分析題意明確實(shí)驗(yàn)的基本原理才能正確求解，掌握由極短時(shí)間內(nèi)平均速度表示經(jīng)過光電門時(shí)的速度的思路．