2020届高考物理必考经典专题 专题14 力学实验(含解析)

7.（2020安徽八校联考）为验证物体自由落体过程中的机械能守恒，某同学利用设计了一个实验，实验

装置如图甲所示，为电磁铁，为光电门，有一直径为、质量为的金属小球通过电磁铁从处由静止释放，下落过程中能通过处正下方固定于处的光电门，测得、间的高度差为，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为，当地的重力加速度为，且小球直径远小于．则：

（1）用螺旋测微器测得小球的直径如图乙所示，则（2）若小球经过光电门的时间（3）多次改变，重复上述实验，作出

，则速度

________________

；

（结果保留两位有效数字）；

图象如图丙所示，若小球下落过程中机械能守恒，则图线斜率

＝________（用已知量、表示）； （4）实验发现小球动能增加量能增加量的差值【答案】 （1）（2）（3）

总是稍小于重力势能减少量

，增加下落高度后，重力势能减少量与动

将________（选填“增加”“减少”或“不变”）．

（4）增加 【解析】

（1）螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数．由图示螺旋测微器可知，其示数为：

；

（2）小球的直径除以小球经过光电门的时间是小球经过光电门的平均速度，可以把它作为经过的速度．小

球经过光电门时的速度：；

（3）根据机械能守恒定律求出图象的表达式，然后分析答题． 小球减小的重力势能：小球增加的动能：

，

，

由机械能守恒定律得：

整理得：，

则图象的斜率：；

（4）根据阻力做功的多少确定重力势能减小量和动能增加量之差．

由于该过程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多，故增加下落高度后，则

将增大．