Question

13．如圖所示，某同學(xué)利用光電門傳感器探究物體A和B組成的系統(tǒng)在繞過輕滑輪運動時機械能是否守恒的實驗，物體A上有寬度為d的遮光條．由靜止釋放后，A下落，B上升，一段時間后，光電門傳感器記錄的遮光時間為t．當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g．為探究該過程中系統(tǒng)的機械能是否守恒，還需要進行一些實驗測量和推導(dǎo)．
①還需要的測量步驟是AB．
A．用天平測出運動物體A、B的質(zhì)量M、m
B．測出初始時遮光條距光電門中心的距離h
C．用秒表測出物體A由釋放到光電門所用的時間△t
D．測出初始時物體A、B分別距桌面的高度H₁、H₂
②若該同學(xué)用題目中d和t來表示物體經(jīng)過光電門時的速度，并設(shè)想如果能滿足（M-m）gh=$\frac{1}{2}$（m+M）（$\frac00csec2{t}$）²關(guān)系式（用①中測量量和d、t、g表示），即能證明該過程中系統(tǒng)的機械能是守恒的．

Answer 1

分析 ①根據(jù)實驗?zāi)康囊约皺C械能守恒定律的表達式，可明確該實驗需要測量的物理量；
②寫出機械能守恒的表達式，可正確解答本題．

解答 解：①A、根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒的表達式，可知需要測量質(zhì)量，故A正確；
B、實驗中需要測量從初位置到遮光條過程中系統(tǒng)重力勢能的減小量，因此需要測量它們之間的距離h，故B正確；
C、根據(jù)機械能守恒定律的表達式，可知不需要測量物體A，或物體B由釋放到光電門所用的時間，故C錯誤；
D、只要測出初始時遮光條距光電門中心的距離h，不需要測量物體A、B分別距桌面的高度，故D錯誤．
故選：AB．
②本實驗中利用物體A通過光電門的平均速度來代替瞬時速度，故有：v=$\fracceqqe02{t}$，
根據(jù)（M-m）gh=$\frac{1}{2}$mv²+$\frac{1}{2}$Mv²；
則有：（M-m）gh=$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracgmymuqq{t}$）²；
故答案為：①AB；②（M-m）gh=$\frac{1}{2}$（m+M）（$\fracc2geeqq{t}$）²．

點評 對于實驗不光要從理論上理解，關(guān)鍵是要動手實驗，體會實驗步驟以及數(shù)據(jù)處理的過程，加深對實驗的理解．