Question

【題目】小明同學(xué)利用如圖所示的裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．A為裝有擋光片的鉤碼，總質(zhì)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(zhì)定滑輪與質(zhì)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(cè)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(jīng)過光電門，光電門可測(cè)出擋光片的擋光時(shí)間t，算出擋光片經(jīng)過光電門的平均速度，將其視為A下落h（h>>b）時(shí)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(yàn)證以A、B、地球所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式為_______________________（用題目所給物理量的符號(hào)表示）；

(2)由于光電門所測(cè)的平均速度與物體A下落h時(shí)的瞬時(shí)速度間存在一個(gè)差值，因而系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能_________系統(tǒng)增加的動(dòng)能（選填“大于”或“小于”）；

(3)為減小上述對(duì)結(jié)果的影響，小明同學(xué)想到了以下一些做法，其中可行的是________

A．保持A下落的初始位置不變，測(cè)出多組t，算出多個(gè)平均速度然后取平均值

B．減小擋光片上端到光電門的距離h

C．增大擋光片的擋光寬度b

D．適當(dāng)減小擋光片的擋光寬度b

(4)若采用本裝置測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓�加速�?/span>g，則測(cè)量值________真實(shí)值（選填“大于”、“等于”或“小于”）．

Answer 1

【答案】 大于 D 小于

【解析】

（1）下降過程中減少的重力勢(shì)能為，通過光電門的速度為，故系統(tǒng)增加的動(dòng)能為，要驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒的表達(dá)式為

（2）本題中利用平均速度代替瞬時(shí)速度，由于平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，實(shí)際下降h高度的速度為，可知測(cè)量速度小于下降h高度時(shí)的速度，即減小的重力勢(shì)能大于增加的動(dòng)能

（3）因?yàn)閷?shí)驗(yàn)誤差的根源在于測(cè)量擋光片通過光電門時(shí)的速度上，故為了使得計(jì)算的平均速度更接近實(shí)際的瞬時(shí)速度，應(yīng)減小擋光片的擋光寬度b，D正確；

（4）由可得，測(cè)量速度小于實(shí)際下降h高度的速度，即速度測(cè)量值偏小，所以重力加速度的測(cè)量值小于實(shí)際值