Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)興趣小組用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能能守恒定律。有一內(nèi)壁光滑半圓形圓管固定在豎直平面內(nèi) ，在管道最低點(diǎn)8與最高點(diǎn)C處固定有光電門1和光電門2，現(xiàn)給處于水平地面A處的小球(小球直徑比管道內(nèi)徑略小)一個(gè)初速度，使其進(jìn)入圓管道運(yùn)動(dòng)，依次經(jīng)過B、C點(diǎn)，通過查閱資料可知重力加速度為g，實(shí)驗(yàn)前測得小球球心與管道圓心0的距離為h。

(1)若要較好的完成實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為應(yīng)該選擇小球 ____(填“A”到“B”、“B到C”、“A到C")過程進(jìn)行驗(yàn)證；

(2)若實(shí)驗(yàn)測得小球質(zhì)量為m，小球通過光電門1、光電門2時(shí)間分別為△t1、△t2，為完成實(shí)驗(yàn)，還需要測得物理量_______(并寫出物理量的符號(hào)）；

(3)依據(jù)(2)中選擇的實(shí)驗(yàn)過程，則該過程中小球的重力勢能增加△Ep為_________,動(dòng)能減少△Ek為______，實(shí)驗(yàn)中只需要驗(yàn)證△Ep與AEk關(guān)系即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；

(4)有同學(xué)認(rèn)為這個(gè)實(shí)驗(yàn)，其實(shí)不需要測小球質(zhì)量即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，他認(rèn)為只要驗(yàn)證 (用已知物理量的符號(hào)表示關(guān)系式）即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒。

Answer 1

【答案】 B到C 小球的直徑d

【解析】（1）若要較好的完成實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選擇小球B到C過程進(jìn)行驗(yàn)證，該過程中動(dòng)能和重力勢能均發(fā)生變化，動(dòng)能減小而重力勢能增大，驗(yàn)證減少量和增加量是否相等。

（2）小球通B點(diǎn)和C點(diǎn)的平均速度代替該點(diǎn)的瞬時(shí)速度，故還需要測量小球的直徑d，則， 。

（3）根據(jù)功能關(guān)系可知： ， 。

（4）若機(jī)械能守恒，則，則

整理可以得到： 。