Question

10．某同學用如圖所示裝置驗證機械能守恒定律．質量均為M的物體A、B通過細繩連在一起，物體B上放置質量為m的金屬片C，在其正下方h處固定一個圓環(huán)，P₁、P₂是相距為d的兩個光電門．釋放后，系統(tǒng)由靜止開始運動，當物體B穿過圓環(huán)時，金屬片C被擱置在圓環(huán)上，數(shù)字計時器測出物體B通過P₁、P₂的時間為t．
①物體B剛穿過圓環(huán)后的速度V=$\fracz75db0z{t}$；
②實驗中驗證下面C（填正確選項的序號）等式成立，即可驗證機械能守恒定律；
A、mgh=$\frac{1}{2}$MV² B、mgh=MV²    C、mgh=$\frac{1}{2}$（2M+m）V²    D、mgh=$\frac{1}{2}$（M+m）V² 
③本實驗中的測量儀除了圖中器材和刻度尺、電源外，還需要天平．

Answer 1

分析 （1）通過平均速度等于瞬時速度，即可求解；
（2）根據(jù)系統(tǒng)減小的重力勢能，轉化為系統(tǒng)增加的動能，即可求解；
（3）根據(jù)上式可知，還需要天平測出金屬片C的質量；

解答 解：（1）根據(jù)平均速度等于瞬時速度，則有：
物塊B剛穿過圓環(huán)后的速度v=$\frac0vdvnf0{t}$；
（2）由題意可知，系統(tǒng)ABC減小的重力勢能轉化為系統(tǒng)的增加的動能，即為：
mgh+Mgh-Mgh=$\frac{1}{2}（2M+m）{v}^{2}$，即為：mgh=$\frac{1}{2}（2M+m）{v}^{2}$，故選：C．
（3）由mgh=$\frac{1}{2}（2M+m）{v}^{2}$，知除了刻度尺、光電門、數(shù)字計時器外，還需要天平測出金屬片的質量；
故答案為：（1）$\fraca1b8sfc{t}$；（2）C；（3）天平．

點評 考查平均速度等于瞬時速度，條件是時間很短或做勻變速直線運動；掌握系統(tǒng)機械能守恒定律驗證方法，注意由于A與B的質量相同，則重力勢能之和不變；