問題詳情:
某同學在研究*學習中用如圖裝置來驗*機械能守恆定律,輕繩兩端繫着質量相等的物體A、B,物體B上放一金屬片C,鐵架臺上固定一金屬圓環,圓環處在物體B的正下方,系統靜止時,金屬片C與圓環間的高度差爲h,由靜止釋放後,系統開始運動,當物體B穿過圓環時,金屬片C被擱置在圓環上,兩光電門固定在鐵架臺P1、P2處,透過數字計時器可測出物體B透過P1、P2這段距離的時間。
(1)若測得P1、P2之間的距離爲d,物體B透過這段距離的時間爲t,則物體B剛穿過圓環後的速度v=______。
(2)若物體A、B的質量均用M表示,金屬片C的質量用m表示,該實驗中驗*下面__________(填正確選項的序號)等式成立,即可驗*牛頓第二定律。
A. B.
C. D.
(3)本實驗中的測量儀器除了刻度尺、數字計時器外,還需要___________。
(4)若M>>m,改變金屬片C的質量m,使物體B由同一高度落下穿過圓環,記錄各次的金屬片C的質量m,以及物體B透過P1、P2這段距離的時間t,以mg爲橫軸,以__________(選填“”或“”)爲縱軸,透過描點作出的圖線是一條過原點的直線。
【回答】
C 天平
【解析】
(1)B透過圓環後將勻速透過光電門,則B剛穿過圓環後的速度爲:。
(2)選C。設繩子拉力大小爲F,對A由牛頓第二定律得:
對B與C整體下落h的過程,由牛頓第二定律得:
再由運動學公式應有:,聯立以上各式可得:
所以C正確。
(3)根據上面的表達式可知需要已知金屬片C的質量,所以還需要的器材是天平。
(4)在釋放至金屬片C被擱置在圓環上的過程中,分別對A和B、C由牛頓第二定律可得:對A有
對B和C有
再由勻變速直線運動公式應有
,
聯立解得:
因爲M>>m,則
所以,以mg爲橫軸,以爲縱軸的圖線是一條過原點的直線。
知識點:實驗:驗*機械能守恆定律
題型:實驗,探究題