Question

【題目】某實驗小組利用如圖所示的裝置進行“驗證機械能守恒定律”的實驗，鉤碼A和B分別系在一條跨過定滑輪的輕軟繩兩端，鉤碼質量均為M，在鉤碼A的上面套一個比它大一點的環形金屬塊C．環形金屬塊C的質量為m，左側放置一鐵架臺，鐵架臺上下端分別安裝傳感器P、Q，兩傳感器中點S處安裝一寬度略大于鉤碼A的鐵環，鉤碼A能通過鐵環，環形金屬塊C不能通過。釋放前，鉤碼A下端與傳感器P等高，釋放后，鉤碼A能馬上觸發傳感器P的計時器開始計時，鉤碼A到達Q后結束計時。記錄下鉤碼A從P運動到Q的時間t和P、Q的間距h，已知當地重力加速度為g。

(1)鉤碼A通過鐵環的速度大小為_________（用h、t表示）。

(2)由A、B、C組成的系統，當A從P運動到S的過程中，系統重力勢能的減小量△Ep=__________ ,系統動能的增加量△Ek=____________（用題中所給的字母表示）。

(3)根據實際的實驗數據計算得出△Ep大于△Ek，且誤差較大。請分析誤差的原因：______________（至少說出一項）。

Answer 1

【答案】 ①滑輪有質量；②滑輪和繩子之間有摩擦；③滑輪和輪軸間有摩擦

【解析】(1)從P到S過程一起做勻加速運動，從S到Q做勻速運動，設鉤碼A通過鐵環的速度大小為v，時間為t1，由運動學公式可有： ，，，聯立解得鉤碼A通過鐵環的速度大小為；

(2).從P運動到S的過程中，系統重力勢能的減小量，系統動能的增加量；

(3)根據實際的實驗數據計算得出△Ep大于△Ek，誤差的原因：①滑輪有質量；②滑輪和繩子之間有摩擦；③滑輪和輪軸間有摩擦。