Question

【題目】如圖甲所示的裝置叫做阿特伍德機(jī)，是英國(guó)數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，用來研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律某同學(xué)對(duì)該裝置加以改進(jìn)后用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律和動(dòng)量守恒定律，如圖乙所示己知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>

該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度如圖丙所示，則 ______ mm；然后將質(zhì)量均為的含擋光片和掛鉤、B的含掛鉤的重物用繩連接后，跨放在定滑輪上，A置于桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，測(cè)量出擋光片中心到固定光電門中心的豎直距離h．

驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)在B的下端掛上質(zhì)量也為m的物塊含掛鉤，讓系統(tǒng)重物A、B以及物塊中的物體由靜止開始運(yùn)動(dòng)，光電門記錄擋光片擋光的時(shí)間為如果系統(tǒng)重物A、B以及物塊的機(jī)械能守恒，應(yīng)滿足的關(guān)系式為______ ，引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因有______ 寫一條即可．

為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，該同學(xué)讓A在桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，將B從靜止位置豎直上升s后由自由下落，直到光電門記錄下?lián)豕馄瑩豕獾臅r(shí)間為未接觸桌面，則驗(yàn)證繩繃緊過程中系統(tǒng)沿繩方向動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為______ ；如果該同學(xué)忘記將B下方的C取下，完成測(cè)量后，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為______ ．

Answer 1

【答案】5.00繩子有一定的質(zhì)量、滑輪與繩子之間有摩擦、重物運(yùn)動(dòng)受到空氣阻力等

【解析】

（1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．

（2）根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒，得出系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量和系統(tǒng)動(dòng)能的增加量，根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度表示瞬時(shí)速度求出系統(tǒng)末動(dòng)能．

（3）根據(jù)B下落的高度利用機(jī)械能守恒可求得繩子張緊瞬間的速度，再求出下落經(jīng)過光電門的速度，從而明確張緊后的共同速度，則即可明確作用前后的動(dòng)量，從而驗(yàn)證動(dòng)量守恒．

（1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)d=5mm+0.05×0mm=5.00mm；

（2）系統(tǒng)動(dòng)能的增加量．系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量為mgh，應(yīng)滿足的關(guān)系式為，即．

引起實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因有：繩子有一定的質(zhì)量、滑輪與繩子之間有摩擦、重物運(yùn)動(dòng)受到空氣阻力等；

（3）根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知，解得；則可知，作用前的動(dòng)量；
此后AB一起做勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度，故作用后的動(dòng)量，
故只要驗(yàn)證即可證明動(dòng)量守恒；
若沒有摘去C，則三個(gè)物體速度相同后做加速運(yùn)動(dòng)，則根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知；，解得；

則作用后的動(dòng)量，故應(yīng)驗(yàn)證的表達(dá)式為．