Question

【題目】為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置：

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，一組同學(xué)進(jìn)行了如下操作：

①用天平分別測(cè)出重物A、B的質(zhì)量M1和M2 (A的質(zhì)量含擋光片、B的質(zhì)量含掛鉤，且M2>M1)，用螺旋測(cè)微器測(cè)出擋光片的寬度d，測(cè)量結(jié)果如圖丙所示，則d=___mm；

②將重物A、B用繩連接后，跨放在定滑輪上，一個(gè)同學(xué)用手托住重物B，另一個(gè)同學(xué)測(cè)量出____(填“A的上表面”“A的下表面”或“擋光片中心”)到光電門中心的豎直距離h，之后釋放重物B使其由靜止開始下落；

③記錄擋光片經(jīng)過光電門的時(shí)間Δt。

（2）如果系統(tǒng)(重物A、B)的機(jī)械能守恒，應(yīng)滿足的關(guān)系式為____ (用質(zhì)量M1、M2，重力加速度為g，經(jīng)過光電門的時(shí)間為Δt，擋光片的寬度d和距離h表示結(jié)果)。

（3）實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中，有同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)作了改進(jìn)，如圖乙所示，在B的下面掛上質(zhì)量為m的鉤碼，讓M1=M2=m，經(jīng)過光電門的速度用v表示，距離用h表示，仍釋放重物B使其由靜止開始下落，若系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則有=_____(已知重力加速度為g)。

（4）為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，以下建議中確實(shí)對(duì)提高準(zhǔn)確程度有作用的是（______）

A.繩的質(zhì)量要輕且盡可能光滑

B.在“輕質(zhì)繩”的前提下，繩子越長(zhǎng)越好

C.盡量保證重物只沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，不要搖晃

D.擋光片的寬度越小越好

Answer 1

【答案】5.315 擋光片中心 AC

【解析】

(1)[1][2]根據(jù)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法可知：

需要測(cè)量系統(tǒng)重力勢(shì)能的變化量，則應(yīng)該測(cè)量出擋光片中心到光電門中心的距離。

(2)[3]系統(tǒng)的末速度為：

則系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量：

系統(tǒng)動(dòng)能的增加量為：

.

若系統(tǒng)機(jī)械能守恒則有：

(3)[4]若機(jī)械能守恒則：

計(jì)算得出：

(3) [5]如果繩子較重，系統(tǒng)的重力勢(shì)能就會(huì)有一部分轉(zhuǎn)化為繩子的動(dòng)能造成實(shí)驗(yàn)誤差，故繩子要輕，所以A正確；繩子不宜太長(zhǎng)，長(zhǎng)了形變對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響越大，所以B錯(cuò)誤；物體末速度是根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)求出的，故要保證物體在豎直方向運(yùn)動(dòng)，所以C正確；擋光片的寬度越小測(cè)量誤差就越大，所以D錯(cuò)誤.