小明同学利用如图所示的装置来验*机械能守恒定律。A为装有挡光片的钩码,总质量为M,挡光片的挡光宽度为b,轻绳一...
问题详情:
小明同学利用如图所示的装置来验*机械能守恒定律。A为装有挡光片的钩码,总质量为M,挡光片的挡光宽度为b,轻绳一端与A相连,另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为m(m<M)的重物B相连。他的做法是:先用力拉住B,保持A、B静止,测出A的挡光片上端到光电门的距离h;然后由静止释放B,A下落过程中经过光电门,光电门可测出挡光片的挡光时间t,算出挡光片经过光电门的平均速度,将其视为A下落h(h≫b)时的速度,重力加速度为g。
(1)在A从静止开始下落h的过程中,验*以A、B、地球所组成的系统机械能守恒的表达式为______(用题目所给物理量的符号表示);
(2)由于光电门所测的平均速度与物体A下落h时的瞬时速度间存在一个差值Δv,因而系统减少的重力势能______系统增加的动能(选填“大于”或“小于”);
(3)为减小上述Δv对结果的影响,小明同学想到了以下一些做法,其中可行的是______;
A.减小挡光片上到光电门的距离h
B.增大挡光片的挡光宽度b
C.适当减小挡光片的挡光宽度b
(4)若采用本装置测量当地的重力加速度g,则测量值________真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【回答】
(1). (2). 大于 (3). C (4). 小于
【解析】(1)系统重力势能的减小量为
物块经过光电门的瞬时速度为
则系统动能的增加量为
则机械能守恒的表达式为
(2) 某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,用光电门测出的瞬时速度小于下落时的真实速度,则系统减少的重力势能大于系统增加的动能;
(3)为减小上述对结果的影响,可以减小挡光片的宽度,使得平均速度更接近瞬时速度,故C正确,A、B错误;
故选C;
(4)由于阻力的影响,重力加速度的测量值小于真实值。
知识点:机械能守恒定律
题型:实验,探究题