Question

1．某同學(xué)利用光電門傳感器設(shè)計了一個研究小物體自由下落時機(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光電門傳感器．實(shí)驗(yàn)測得小物體上寬度為d的擋光片通過A的擋光時間為t₁，通過B的擋光時間為t₂．重力加速度為g．為了證明小物體通過A、B時的機(jī)械能相等，還需要進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)測量和列式證明．
（1）下列必要的實(shí)驗(yàn)測量步驟是B
A．用天平測出運(yùn)動小物體的質(zhì)量m
B．測出A、B兩傳感器之間的豎直距離h
C．測出小物體釋放時離傳感器B的高度H
D．用秒表測出運(yùn)動小物體由傳感器A到傳感器B所用時間△t
（2）若該同學(xué)用d和t₁、t₂的比值來反映小物體經(jīng)過A、B光電門時的速度，并設(shè)想如果能滿足${（\fracascuxyh{t_2}）^2}-{（\fractpznmkm{t_1}）^2}=2gh$關(guān)系式，即能證明在自由落體運(yùn)動過程中小物體的機(jī)械能是守恒的．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊约皺C(jī)械能守恒定律的表達(dá)式，可明確該實(shí)驗(yàn)需要測量的物理量；
（2）寫出機(jī)械能守恒的表達(dá)式，可正確解答本題．

解答 解：（1）A、根據(jù)機(jī)械能守恒的表達(dá)式，可知不需要測量質(zhì)量，A錯誤；
B、實(shí)驗(yàn)中需要測量從A到B過程中重力勢能的減小量，因此需要測量AB之間的距離h，故B正確；
C、測出AB之間的距離h，不需要測量小物體釋放時離桌面的高度H，故C錯誤；
D、根據(jù)機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式，可知不需要測量小物體通過A、B兩傳感器的時間△t，故D錯誤．
故選：B．
（2）本實(shí)驗(yàn)中利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度，故有：v_A=$\fracxe2evu7{{t}_{1}}$，v_B=$\fracnq24cja{{t}_{2}}$
根據(jù)mgh=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$-$\frac{1}{2}$m${v}_{A}^{2}$
可得：${（\fraclvc7gux{t_2}）^2}-{（\frac7tocjtp{t_1}）^2}=2gh$．
故答案為：（1）B；（2）${（\fracmi7lkfx{t_2}）^2}-{（\fracqf9tao7{t_1}）^2}=2gh$．

點(diǎn)評 對于實(shí)驗(yàn)不光要從理論上理解，關(guān)鍵是要動手實(shí)驗(yàn)，體會實(shí)驗(yàn)步驟以及數(shù)據(jù)處理的過程，加深對實(shí)驗(yàn)的理解．