Question

【題目】某同學利用如圖甲所示的裝置來驗證“機械能守恒定律”。將寬度為d的擋光片（質量不計）水平固定在物體A上，將物體由靜止釋放，讓質量較大的物體B通過細線和滑輪帶著A—起運動，兩光電門間的高度差為h，擋光片通過光電門1、光電門 2的時間分別為t1、t2，A、B兩物體的質量分別為mA、mB，已知當地的重力加速度為g。回答下列問題。

（1）該同學用游標卡尺測擋光片的寬度時，測量情況如圖乙所示，則擋光片的寬度d=________mm。

(2)由于沒有天平，不能直接測出兩物體的質量，該同學找來了一個質量為m0的標準砝碼和一根彈簧，將標準砝碼、物體A和物體B分別靜止懸掛在彈簧下端，用刻度尺測出彈簧的伸長量分別為x0、xA、xB，則A、B兩物體的質量分別為mA=____，mB=____。

(3)若系統(tǒng)的機械能守恒，則應滿足關系式=________。

(4)若保持物體A的質量mA不變，不斷增大物體B的質量mB，則物體A的加速度大小a的值會趨向于____。

Answer 1

【答案】2.2 g

【解析】

(1) [1]擋光片的寬度:

(2)[2][3]由胡克定律可得：

；,

聯立可得：

，

(3)[4]物體B質量較大，B帶動A一起運動，若系統(tǒng)機械能守恒則有：

……①

由于擋光片的寬度較小，則可得，物體通過擋光片時的速度大小為：

，

代入①可得：

化簡可得：

(4)[4] 物體B質量較大，B帶動A一起運動，對于A、B系統(tǒng)有：

則加速度：

保持物體A的質量mA不變，不斷增大物體B的質量mB，當mB遠大于mA時，

，

則加速度a的值會趨向于g。