第6讲 实验六:验证机械能守恒定律
1.(10分)(2015·河北五校联考)某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验,实验装置如图所示,图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器。实验测得小物体上宽度为d的挡光片通过A的挡光时间为t1,通过B的挡光时间为t2,重力加速度为g。为了证明小物体通过A、B时的机械能相等,还需要进行一些实验测量和列式证明。
(1)下列必要的实验测量步骤是 B ;(4分)
A.用天平测出小物体的质量m
B.测出A、B两传感器之间的竖直距离h
C.测出小物体释放时离桌面的高度H
D.用秒表测出小物体由传感器A到传感器B所用时间Δt
(2)若该同学用d和t1、t2的比值分别来反映小物体经过A、B光电门时的速度,并设想如果能满足 =2gh 关系式,即能证明在自由落体运动过程中小物体的机械能是守恒的。(6分)
【解析】(1)根据机械能守恒定律的表达式可知,不需要测量小物体质量,A项错误;实验中需要测量从A到B过程中重力势能的减小量,因此需要测量A、B之间的距离h,故B项正确;实验中不需要测量小物体释放时离桌面的高度H,故C项错误;根据机械能守恒定律的表达式可知,不需要测量小物体通过A、B两传感器的时间间隔Δt,故D项错误;(2)本实验中利用小物体通过光电门的平均速度来代替瞬时速度,故有vA= B
