Question

【題目】利用阿特伍德機可以驗證力學定律。圖為一理想阿特伍德機示意圖，A、B為兩質量分別為m1、m2的兩物塊，用輕質無彈性的細繩連接后跨在輕質光滑定滑輪兩端，兩物塊離地足夠高。設法固定物塊A、B后，在物塊A上安裝一個寬度為d的遮光片，并在其下方空中固定一個光電門，連接好光電門與毫秒計時器，并打開電源。松開固定裝置，讀出遮光片通過光電門所用的時間△t。若想要利用上述實驗裝置驗證牛頓第二定律實驗，則

(1)實驗當中，需要使m1、m2滿足關系：____。

(2)實驗當中還需要測量的物理量有_____利用文字描述并標明對應的物理量符號）。

(3)驗證牛頓第二定律實驗時需要驗證的等式為____（寫出等式的完整形式無需簡化）。

(4)若要利用上述所有數據驗證機械能守恒定律，則所需要驗證的等式為____（寫出等式的完整形式無需簡化）。

Answer 1

【答案】 物塊A初始釋放時距離光電門的高度h

【解析】

(1)[1]由題意可知，在物塊A上安裝一個寬度為d的遮光片，并在其下方空中固定一個光電門，連接好光電門與毫秒計時器，所以應讓物塊A向下運動，則有；

(2)[2]由勻變速直線運動的速度位移公式可知，加速度為

則實驗當中還需要測量的物理量有物塊A初始釋放時距離光電門的高度h；

(3)[3]對兩物塊整體研究，根據牛頓第二定律，則有

物塊A經過光電門的速度為

聯立得

(4)[4]機械能守恒定律得