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.

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△Ep=(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.

練習(xí)冊系列答案
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