Question

【題目】為驗(yàn)證在自由落體過(guò)程中物體的機(jī)械能是守恒的，某同學(xué)利用DIS設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，圖中A為電磁鐵，B為光電門(mén)．有一直徑為d、質(zhì)量為m的金屬小球通過(guò)電磁鐵從A處由靜止釋放，下落過(guò)程中能通過(guò)A處正下方、固定于B處的光電門(mén)，測(cè)得A、B間的距離為H，光電計(jì)時(shí)器記錄下小球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為t，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>g，且小球直徑d遠(yuǎn)小于A、B間的距離H．則：

（1）小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)B時(shí)的速度vB表達(dá)式為_____；
（2）多次改變高度H，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，作出-H的變化圖象如圖乙所示，當(dāng)圖線斜率

k=________時(shí)（用已知量g、d表示），可判斷小球下落過(guò)程中機(jī)械能守恒；
（3）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)動(dòng)能增加量△Ek總是稍小于重力勢(shì)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(guò)光電門(mén)時(shí)的時(shí)間小球的直徑；則可以由平均速度表示經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度；
故v=d/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=mv2；
即：2gH=（）2
解得：

結(jié)合圖象，則有：k= ；
（3）由于該過(guò)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；