Question

【題目】某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置來驗(yàn)證“機(jī)械能守恒定律”。將寬度為d的擋光片（質(zhì)量不計(jì)）水平固定在物體A上，將物體由靜止釋放，讓質(zhì)量較大的物體B通過細(xì)線和滑輪帶著A—起運(yùn)動(dòng)，兩光電門間的高度差為h，擋光片通過光電門1、光電門 2的時(shí)間分別為t1、t2，A、B兩物體的質(zhì)量分別為mA、mB，已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>g�；卮鹣铝袉栴}。

（1）該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)擋光片的寬度時(shí)，測(cè)量情況如圖乙所示，則擋光片的寬度d=________mm。

(2)由于沒有天平，不能直接測(cè)出兩物體的質(zhì)量，該同學(xué)找來了一個(gè)質(zhì)量為m0的標(biāo)準(zhǔn)砝碼和一根彈簧，將標(biāo)準(zhǔn)砝碼、物體A和物體B分別靜止懸掛在彈簧下端，用刻度尺測(cè)出彈簧的伸長(zhǎng)量分別為x0、xA、xB，則A、B兩物體的質(zhì)量分別為mA=____，mB=____。

(3)若系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則應(yīng)滿足關(guān)系式=________。

(4)若保持物體A的質(zhì)量mA不變，不斷增大物體B的質(zhì)量mB，則物體A的加速度大小a的值會(huì)趨向于____。

Answer 1

【答案】2.2 g

【解析】

(1) [1]擋光片的寬度:

(2)[2][3]由胡克定律可得：

；,

聯(lián)立可得：

，

(3)[4]物體B質(zhì)量較大，B帶動(dòng)A一起運(yùn)動(dòng)，若系統(tǒng)機(jī)械能守恒則有：

……①

由于擋光片的寬度較小，則可得，物體通過擋光片時(shí)的速度大小為：

，

代入①可得：

化簡(jiǎn)可得：

(4)[4] 物體B質(zhì)量較大，B帶動(dòng)A一起運(yùn)動(dòng)，對(duì)于A、B系統(tǒng)有：

則加速度：

保持物體A的質(zhì)量mA不變，不斷增大物體B的質(zhì)量mB，當(dāng)mB遠(yuǎn)大于mA時(shí)，

，

則加速度a的值會(huì)趨向于g。