Question

为了验证机械能守恒定律，同学们设计了如图甲所示的实验装置：

（1）实验时，该同学进行了如下操作：

①将质量分别为M₁和M₂的重物A、B（A的含挡光片、B的含挂钩）用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出_________（填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”）到光电门中心的竖直距离h．

如果系统（重物A、B）的机械能守恒，应满足的关系式为                      （已知重力加速度为g，经过光电门的时间为，挡光片的宽度d以及M₁和M₂和h）．

（2）实验进行过程中，有同学对装置改进，如图乙所示，同时在B的下面挂上质量为m的钩码，让M₁=M₂=m,经过光电门的速度用v表示，距离用h表示，若机械能守恒，则有    ．（已知重力加速度为g）

Answer

（1）①挡光片中心；②；

⑵

【解析】

试题分析：（1）需要测量系统重力势能的变化量，则应该测量出挡光片中心到光电门中心的距离，系统的末速度为：，

则系统重力势能的减小量△Ep=（M2-M1）gh，系统动能的增加量为：．

若系统机械能守恒，则有：

（2）若机械能守恒，则（2m-m）gh=×3mv2，

解得：

考点：验证机械能守恒定律

【名师点睛】解决本题的关键知道实验的原理，知道误差产生的原因；明确验证机械能守恒定律的实验方法，根据系统机械能守恒，得出系统重力势能的减小量和系统动能的增加量，根据极短时间内的平均速度表示瞬时速度求出系统末动能；此题难度适中。