Question

【题目】为了验证机械能守恒定律，同学们设计了如图甲所示的实验装置：

（1）实验时，一组同学进行了如下操作：

①用天平分别测出重物A、B的质量M1和M2 (A的质量含挡光片、B的质量含挂钩，且M2>M1)，用螺旋测微器测出挡光片的宽度d，测量结果如图丙所示，则d=___mm；

②将重物A、B用绳连接后，跨放在定滑轮上，一个同学用手托住重物B，另一个同学测量出____(填“A的上表面”“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h，之后释放重物B使其由静止开始下落；

③记录挡光片经过光电门的时间Δt。

（2）如果系统(重物A、B)的机械能守恒，应满足的关系式为____ (用质量M1、M2，重力加速度为g，经过光电门的时间为Δt，挡光片的宽度d和距离h表示结果)。

（3）实验进行过程中，有同学对实验作了改进，如图乙所示，在B的下面挂上质量为m的钩码，让M1=M2=m，经过光电门的速度用v表示，距离用h表示，仍释放重物B使其由静止开始下落，若系统的机械能守恒，则有=_____(已知重力加速度为g)。

（4）为提高实验结果的准确程度，以下建议中确实对提高准确程度有作用的是（______）

A.绳的质量要轻且尽可能光滑

B.在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好

C.尽量保证重物只沿竖直方向运动，不要摇晃

D.挡光片的宽度越小越好

Answer 1

【答案】5.315 挡光片中心 AC

【解析】

(1)[1][2]根据螺旋测微器的读数方法可知：

需要测量系统重力势能的变化量，则应该测量出挡光片中心到光电门中心的距离。

(2)[3]系统的末速度为：

则系统重力势能的减小量：

系统动能的增加量为：

.

若系统机械能守恒则有：

(3)[4]若机械能守恒则：

计算得出：

(3) [5]如果绳子较重，系统的重力势能就会有一部分转化为绳子的动能造成实验误差，故绳子要轻，所以A正确；绳子不宜太长，长了形变对实验的影响越大，所以B错误；物体末速度是根据匀变速直线运动求出的，故要保证物体在竖直方向运动，所以C正确；挡光片的宽度越小测量误差就越大，所以D错误.