Question

【題目】小明同學利用如圖所示的裝置來驗證機械能守恒定律。A為裝有擋光片的鉤碼，總質量為M，擋光片的擋光寬度為b，輕繩一端與A相連，另一端跨過光滑輕質定滑輪與質量為m（m<M）的重物B相連。他的做法是：先用力拉住B，保持A、B靜止，測出A的擋光片上端到光電門的距離h；然后由靜止釋放B，A下落過程中經過光電門，光電門可測出擋光片的擋光時間t，算出擋光片經過光電門的平均速度，將其視為A下落h（hb）時的速度，重力加速度為g。

(1)在A從靜止開始下落h的過程中，驗證以A、B、地球所組成的系統(tǒng)機械能守恒的表達式為______（用題目所給物理量的符號表示）；

(2)由于光電門所測的平均速度與物體A下落h時的瞬時速度間存在一個差值Δv，因而系統(tǒng)減少的重力勢能______系統(tǒng)增加的動能（選填“大于”或“小于”）；

(3)為減小上述Δv對結果的影響，小明同學想到了以下一些做法，其中可行的是______；

A.減小擋光片上到光電門的距離h

B.增大擋光片的擋光寬度b

C.適當減小擋光片的擋光寬度b

(4)若采用本裝置測量當地的重力加速度g，則測量值________真實值（選填“大于”“等于”或“小于”）。

Answer 1

【答案】 大于 C 小于

【解析】

(1)系統(tǒng)重力勢能的減小量為

物塊經過光電門的瞬時速度為

則系統(tǒng)動能的增加量為

則機械能守恒的表達式為

(2)[2] 某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，用光電門測出的瞬時速度小于下落時的真實速度，則系統(tǒng)減少的重力勢能大于系統(tǒng)增加的動能；

(3)[3]為減小上述對結果的影響，可以減小擋光片的寬度，使得平均速度更接近瞬時速度，故C正確，A、B錯誤；

故選C；

(4)[4]由于阻力的影響，重力加速度的測量值小于真實值。