如图甲所示，一位同学利用光电计时器做“验证机械能守恒定律”的实验．将一直径为d、质量为m的金属小球从A处由静止释放，小球通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为

Question

如图甲所示，一位同学利用光电计时器做“验证机械能守恒定律”的实验．将一直径为d、质量为m的金属小球从A处由静止释放，小球通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H（H>d），光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，已知当地的重力加速度为g．

（1）如图丙，为了测量小球的直径d，应该选用的仪器是___．
（2）小球经过光电门时的速度v=___．
（3）多次改变A、B间的距离H，重复上述实验，作出 (1)/(t2)随H变化的图象如图乙所示，当图中已知量t₀、H₀和重力加速度g及小球的直径d满足表达式___时，可判断小球下落过程中机械能守恒
（4）实验中得到小球的动能增加质量△E_k和重力势能减少量△E_p，发现△E_k>△E_p，产生这个现象的原因可能是___．
A．小球经过光电门时，球心偏离光电门中心           B．存在空气阻力
C．H的测量值偏大                               D．d的测量值偏大．

Answer 1

（1）实验时用游标卡尺测量小球的直径，
故选：C
（2）已知经过光电门时的时间小球的直径，则可以由平均速度表示经过光电门时的速度，
故v=(d)/(t)，
（3）若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；
则有：mgH=(1)/(2)mv²；
即：2gH₀=（(d)/(t0)）²
解得：2gH₀t02=d²，
所以满足表达式2gH₀t02=d²时，可判断小球下落过程中机械能守恒，
（4）A、小球经过光电门时，球心偏离光电门中心，导致遮光时间变短，算得的速度变大，可能导致△E_k>△E_p，故A正确；
B、存在空气阻力，导致减小的重力势能大于增加的动能，故B错误；
C、H的测量值偏大，重力势能的减小量偏大，导致减小的重力势能大于增加的动能，故C错误；
D、d的测量值偏大，则算得的速度变大，可能导致△E_k>△E_p，故D正确；
故选：AD
故答案为：（1）C；（2）(d)/(t)；（3）2gH₀t02=d²；（4）AD