Question

某同学利用图示装置，验证以下两个规律：

①两物块通过不可伸长的细绳相连接，沿绳分速度相等；

②系统机械能守恒。

P、Q、R是三个完全相同的物块，P、Q用细绳连接，放在水平气垫桌上。物块R与轻质滑轮连接，放在正中间，a、b、c是三个光电门，调整三个光电门的位置，能实现同时遮光，整个装置无初速度释放。

（1）为了能完成实验目的，除了记录P、Q、R三个遮光片的遮光时间t₁、t₂、t₃外，还必需测量的物理量有__________；

A．P、Q、R的质量M                B．两个定滑轮的距离d

C．R的遮光片到c的距离H          D．遮光片的宽度x

（2）根据装置可以分析出P、Q的速度大小相等，验证表达式为_______________；

（3）若要验证物块R沿绳方向分速度与物块P的速度相等，则验证表达式为_______________

（4）若已知当地重力加速度g，则验证系统机械能守恒的表达式为_______________。

Answer

（1）CD （2） （3） （4）

【解析】

试题分析：（1）验证系统机械能守恒，最后的表达式是，可知质量M可以约去，对实验结果不会有影响，因此不需要测量P、Q、R的质量M，A错误；根据验证的表达式可知，与两个定滑轮的距离无关，B错误；根据验证的表达式可知，需要测量R的遮光片到c的距离H，这样才能计算出系统减少的重力势能，C正确；根据验证的表达式可知，要测量P、Q、R三个物块遮光片的速度，因此需要测量遮光片的宽度，速度，D正确；

（2）物块P的速度，物块Q的速度，因此分析出P、Q的速度大小相等，即需要验证表达式。

（3）物块R的速度，要验证物块R与物块P的沿绳分速度相等，则需要验证表达式；

（4）整个系统减少的机械能是，增加的机械能是，要验证机械能守恒，则，即验证表达式。

考点：验证机械能守恒定律

【名师点睛】本题考查了验证机械能守恒定律的实验，解题的关键是明确实验原理，找出各物理量之间的关系，再结合机械能守恒定律写出需要验证的表达式。