Question

9．如圖所示，是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置，物體A和B系在輕質(zhì)細(xì)繩兩端跨過(guò)光滑定滑輪（且m_A＞m_B），現(xiàn)讓A、B由靜止釋放．（忽略滑輪質(zhì)量，已知重力加速度為g．）
（1）實(shí)驗(yàn)研究的對(duì)象是AB（選填“A”、“B”或“AB”）．
（2）實(shí)物中除了已知重力加速度g，還需測(cè)量的物理量有ABCE．
A．物體A和B的質(zhì)量   
B．遮光片的寬度d
C．光電門1、2間的距離h   
D．細(xì)繩的總長(zhǎng)L
E．遮光片通過(guò)光電門1、2的時(shí)間分別為t₁、t₂
（3）若實(shí)驗(yàn)滿足表達(dá)式（m_A-m_B）gh=$\frac{1}{2}$（m_A+m_B）（$\frac{d7b9b7f^{2}}{{{t}_{2}}^{2}}$-$\frac{prd1rbd^{2}}{{{t}_{1}}^{2}}$），則可驗(yàn)證機(jī)械能守恒．

Answer 1

分析 （1、2）這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理是要驗(yàn)證m_A、m_B的增加的動(dòng)能和m_A、m_B減少重力勢(shì)能是不是相等，所以我們要測(cè)量的物理量有：物塊的質(zhì)量m_A、m_B； 物塊A下落的距離h（或物塊B上升的距離h），及遮光片的寬度d、，光電門1、2間的距離h，與遮光片通過(guò)光電門1、2的時(shí)間t₁、t₂．
（3）寫(xiě)出A與B重力勢(shì)能變化的表達(dá)式與它們動(dòng)能變化的表達(dá)式，需要驗(yàn)證的是兩者相等．

解答 解：（1、2）通過(guò)連接在一起的A、B兩物體驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，即驗(yàn)證系統(tǒng)的勢(shì)能變化與動(dòng)能變化是否相等，A、B連接在一起，A下降的距離一定等于B上升的距離；A、B的速度大小總是相等的．因此需要測(cè)量A、B兩物塊的質(zhì)量m_A和m_B，且需要知道兩光電門之間的距離h，遮光片的寬度d，及遮光片通過(guò)光電門1、2的時(shí)間t₁、t₂．
（3）A下降h的同時(shí)，B上升h，它們的重力勢(shì)能的變化：△E_P=（m_A-m_B）gh；
A與B動(dòng)能的變化：△E_k=$\frac{1}{2}$（m_A+m_B）（$\frac{h15971z^{2}}{{{t}_{2}}^{2}}$-$\frac{b7dbf17^{2}}{{{t}_{1}}^{2}}$）．
需要驗(yàn)證的是：（m_A-m_B）gh=$\frac{1}{2}$（m_A+m_B）（$\frac{dllb57v^{2}}{{{t}_{2}}^{2}}$-$\frac{rndbthx^{2}}{{{t}_{1}}^{2}}$）．
故答案為：（1）AB；（2）ABCE；（3）（m_A-m_B）gh=$\frac{1}{2}$（m_A+m_B）（$\frac{n5dft37^{2}}{{{t}_{2}}^{2}}$-$\frac{ttzdtrv^{2}}{{{t}_{1}}^{2}}$）．

點(diǎn)評(píng) 此題為一驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)題．要求根據(jù)物理規(guī)律選擇需要測(cè)定的物理量，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法判斷系統(tǒng)重力勢(shì)能的變化量是否與動(dòng)能的變化量相同是解題的關(guān)鍵．