Question

【題目】為了驗證機械能守恒定律，同學們設計了如圖甲所示的實驗裝置：

（1）實驗時，該同學進行了如下操作：

①將質量分別為M1和M2的重物A、B（A的含擋光片、B的含掛鉤）用繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止狀態，測量出______________（填“A的上表面”、“A的下表面”或“擋光片中心”）到光電門中心的豎直距離h．

②如果系統（重物A、B）的機械能守恒，應滿足的關系式為________ （已知重力加速度為g，經過光電門的時間為 ，擋光片的寬度d以及M1和M2和h）．

（2）實驗進行過程中，有同學對裝置改進，如圖乙所示，同時在B的下面掛上質量為m的鉤碼，讓M1=M2=m， 經過光電門的速度用v表示，距離用h表示，若機械能守恒，則有V2/2h=_________。

Answer 1

【答案】 擋光片中心 （ M2一M1 ）gh=（ M1十M2 ）（d/ ）2/2 g/3

【解析】（1）①本題實驗的設計思想是應用系統重力勢能的減少量與系統動能的增加量進行比較，從而驗證機械能守恒定律，要知道重力勢能的減少量就要知道A上升的高度，應測量擋光片中心到光電門中心的豎直距離h；

②系統重力勢能的減少量為：, 系統動能的增加量:,A、B的速度相等，A到光電門的速度為：，則如果系統（重物A、B）的機械能守恒，應滿足的關系式為

（2）利用機械能守恒定律有，則

故答案為：（1）①擋光片中心 ② （2）