Question

10．某同學利用圖示裝置驗證系統(tǒng)機械能守恒定律，圖中P、Q、R是三個完全相同的物塊，P、Q用細繩連接，放在光滑水平桌面上，物塊R與輕質(zhì)滑輪連接，放在兩定滑輪的中間．a(chǎn)、b、c是三個光電門，調(diào)整三個光電門的位置，能實現(xiàn)同時遮光．整個裝置無初速度釋放，已知P、Q、R經(jīng)過三個光電門的遮光時間分別為t₁、t₂、t₃，R的遮光片到c的距離為H，三個遮光片的寬度均為x．
（1）本實驗中驗證機械能守恒的表達式為
（2）為提高實驗結果的準確程度，請對此實驗提出一條建議：

Answer 1

分析 （1）分別求出P、Q、R的速度大小，然后依據(jù)機械能守恒定律列式，化簡，求出驗證系統(tǒng)機械能守恒的表達式；
（2）根據(jù)實驗原理，減小擋光片的寬度，從而提高瞬時速度的準確值，也可以在測量長度時，選多次測量取平均值．

解答 解：（1）物塊P的速度v_P=$\frac{x}{{t}_{1}}$，物塊Q的速度v_Q=$\frac{x}{{t}_{2}}$，物塊R的速度v_R=$\frac{x}{{t}_{3}}$
整個系統(tǒng)減少的機械能是△E=MgH，增加的機械能是△E′=$\frac{1}{2}M（\frac{{x}^{2}}{{t}_{1}^{2}}+\frac{{x}^{2}}{{t}_{2}^{2}}+\frac{{x}^{2}}{{t}_{3}^{1}}）$，
要驗證機械能守恒，則△E=△E′，即驗證表達式$\frac{gH}{x^2}=\frac{1}{{2{t_1}^2}}+\frac{1}{{2{t_2}^2}}+\frac{1}{{2{t_3}^2}}$．
（2）通過平均速度來求得，物塊的瞬時速度的，因此當減小擋光片的寬度，從而提高瞬時速度的準確值，
當然對于長度的測量，也可通過多次測量來取平均值；
或也可以繩的質(zhì)量小，及繩子的形變要盡量小；
答：（1）本實驗中驗證機械能守恒的表達式為$\frac{gH}{x^2}=\frac{1}{{2{t_1}^2}}+\frac{1}{{2{t_2}^2}}+\frac{1}{{2{t_3}^2}}$；
（2）選窄一些的擋光片；或繩的質(zhì)量及形變要盡量小；或采用多次測量取平均值的方法等．

點評 本題考查了驗證機械能守恒定律的實驗，解題的關鍵是明確實驗原理，找出各物理量之間的關系，再結合機械能守恒定律寫出需要驗證的表達式．