Question

【題目】某同學用如圖甲所示的裝置驗證機械能守恒定律。繞過輕質定滑輪的細線兩端連接質量均為M的物塊A和B，B上方放有一質量為m的鐵環(huán)C(鐵環(huán)C與物塊B不粘連)。

(1)開始時A、B、C由圖示位置靜止釋放。物塊B在穿過圓環(huán)D時，鐵環(huán)C被圓環(huán)D擋住，而物塊B穿過圓環(huán)D后繼續(xù)下落。光電計時器E、F記錄物塊B從E到F的時間為t，測得EF間距為d，則物塊B運動到圓環(huán)D處時的速度大小v＝___；測得鐵環(huán)C到圓環(huán)D的高度差為h，當?shù)刂亓�加速度�?/span>g，本實驗若在誤差允許的范圍內滿足表達式________，則驗證了機械能守恒定律(結果均用題中所給字母表示)。

(2)該同學為了能更加精確地驗證機械能守恒定律，進行了多次實驗。實驗中M＝0.2kg，m＝0.05kg，d＝0.2m，當?shù)刂亓�加速�?/span>g取9.79m/s2。具體操作如下:

①改變物塊B的釋放位置，調整h值

②測出相對應的時間t

③在坐標紙中以為縱軸，以h為橫軸建立坐標系，畫出圖象，如圖乙所示;

④根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可求得g＝_____m/s2，若在誤差允許的范圍內與當?shù)刂亓�加速度相等，則驗證了機械能守恒定律(結果保留三位有效數(shù)字)。

Answer 1

【答案】 9.76

【解析】

第一空.鐵環(huán)C運動到圓環(huán)D處時的速度大小即為鐵環(huán)被擋住后，A、B勻速運動的速度；

第二空.根據(jù)機械能守恒定律得 ；

第三空.由化簡得

圖象斜率為 =54.2，代入數(shù)據(jù)可得g=9.76m/s2