Question

【題目】某同學利用圖示裝置，驗證以下兩個規律：

①兩物塊通過不可伸長的細繩相連接，沿繩方向分速度大小相等；

②系統機械能守恒。

P、Q、R是三個完全相同的物塊，P、Q用細繩連接，放在水平氣墊導軌上。物塊R與輕質滑輪連接，放在細繩正中間，三個光電門分別放置于a、b、c處，調整三個光電門的位置，能實現同時遮光。最初細線水平，現將三個物塊由靜止釋放。（忽略R上的擋光片到輕質滑輪間的距離）

（1）為了能完成實驗目的，除了記錄P、Q、R三個遮光片的遮光時間t1、t2、t3外，還必需測量的物理量有__________；

A．P、Q、R的質量M B．兩個定滑輪間的距離d

C．R的遮光片到c的距離H D．遮光片的寬度x

（2）根據裝置可以分析出P、Q的速度大小相等，則驗證表達式為_______________；

（3）若要驗證物塊R沿繩方向分速度與物塊P速度大小相等，則驗證表達式為_______________；

（4）若已知當地重力加速度g，則驗證系統機械能守恒的表達式為_________________________。

Answer 1

【答案】BCD t1=t2 gH=

【解析】

（1）[1]．要證明①，需要測量d和H，通過幾何關系可證明沿繩分速度相等；要證明②，還需要測量H和x，根據運動學公式和動能定理列式可驗證機械能守恒，故需要測量的物理量有d，H，x．故BCD正確；故選BCD．
（2）[2]．物塊P的速度

物塊Q的速度

因此分析出P、Q的速度大小相等，即需要驗證表達式

化簡可得驗證t1=t2即可.

（3）[3]．物塊R的速度

要驗證物塊R與物塊P的沿繩分速度相等，則需要驗證表達式

即

將vP、vR代入得：

（4）[4]．整個系統減少的重力勢能是

△EP＝MgH

增加的動能

要驗證機械能守恒，則 ，即驗證表達式