問題詳情:
用如圖裝置可驗*機械能守恆定律.輕繩兩端繫着質量相等的物塊A、B,物塊B上放置一金屬片C.鐵架臺上固定一金屬圓環,圓環處在物塊B正下方.系統靜止時,金屬片C與圓環間的高度差爲h.由此釋放,系統開始運動,當物塊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塊B透過P1、P2這段時間.
(1)若測得P1、P2之間的距離爲d,物塊B透過這段距離的時間爲t,則物塊B剛穿過圓環後的速度v= .
(2)若物塊A、B的質量均爲M表示,金屬片C的質量用m表示,該實驗中驗*了下面哪個等式成立,即可驗*機械能守恆定律.正確選項爲 .
A.mgh=Mv2 B.mgh=Mv2
C.mgh=(2M+m)v2 D.mgh=(M+m)v2
(3)改變物塊B的初始位置,使物塊B由不同的高度落下穿過圓環,記錄各次高度差h以及物塊B透過P1、P2這段距離的時間爲t,以h爲縱軸,以 (填“t2”或“”)爲橫軸,透過描點作出的圖線是一條過原點的直線.該直線的斜率k= (用m、M、d表示).
【回答】
驗*機械能守恆定律.
【分析】(1)根據極短時間內的平均速度等於瞬時速度求出物塊B穿過圓環後的速度大小.
(2)根據下降的高度求出系統重力勢能的減小量,根據瞬時速度的大小得出系統動能的增加量,從而得出驗*的表達式.
(3)根據系統機械能守恆得出表達式,結合表達式,根據線*關係確定橫軸的物理量,從而得出圖線斜率的含義.
【解答】解:(1)根據極短時間內的平均速度等於瞬時速度知,v=.
(2)系統重力勢能的減小量爲mgh,系統動能的增加量爲,則驗*的表達式爲mgh=(2M+m)v2,故選:C.
(3)將mgh=(2M+m)v2 變形得,h=,因此應以h爲縱軸,爲橫軸,透過描點作出的圖線是一條過原點的直線.
圖線的斜率k=.
故*爲:(1);(2)C;(3),.
【點評】解決本題的關鍵知道實驗的原理,研究的對象是系統,知道極短時間內的平均速度等於瞬時速度,對於要得出線*關係圖線,先得出表達式,確定線*函數關係.
知識點:機械能守恆定律
題型:實驗,探究題