Question

8．某同學(xué)利用如右圖所示的裝置驗證機械能守恒定律．兩個質(zhì)量各為m₁和m₂的小物塊A和B，分別系在一條跨過定滑輪的細繩兩端，光電計時器可記錄A從下落到剛到地面的時間，已知m₁＞m₂．
（1）若選定物塊A從靜止開始下落的過程進行測量，且已知m₁、m₂、重力加速度g的大小，除了圖中的器材外，還有刻度尺、要驗證系統(tǒng)機械能守恒，則還需要測量的物理量有物塊A下落的距離s，物塊A下落這段距離所用的時間t．）（寫出物理量的名稱及符號）
（2）驗證機械能守恒，即要驗證表達式（m₁-m₂）gS=2（m₁+m₂）（$\frac{S}{t}$）²是否成立．

Answer 1

分析 根據(jù)下降的高度求出系統(tǒng)重力勢能的減小量，根據(jù)平均速度推論得出落地的速度，從而得出系統(tǒng)動能的增加量，即可得出機械能守恒的表達式，確定所需測量的物理量．

解答 解：A從靜止到落地過程中，系統(tǒng)重力勢能的減小量△E_p=（m₁-m₂）gs，
設(shè)A落地時的速度為v，根據(jù)平均速度推論知，$\frac{s}{t}=\frac{0+v}{2}$，解得落地的速度v=$\frac{2s}{t}$，則系統(tǒng)動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}（{m}_{1}+{m}_{2}）{v}^{2}$=$2（{m}_{1}+{m}_{2}）（\frac{s}{t}）^{2}$．
若（m₁-m₂）gs=2（m₁+m₂）（$\frac{S}{t}$）²，機械能守恒，可知還需要測量物塊A下落的距離s，物塊A下落這段距離所用的時間t．
故答案為：（1）物塊A下落的距離s，物塊A下落這段距離所用的時間t，（2）（m₁-m₂）gS=2（m₁+m₂）（$\frac{S}{t}$）²．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理，注意研究的對象是系統(tǒng)，通過系統(tǒng)重力勢能的減小量和動能的增加量相等進行分析求解．