小明同學利用如圖所示的裝置來驗*機械能守恆定律。A為裝有擋光片的鉤碼,總質量為M,擋光片的擋光寬度為b,輕繩一...
問題詳情:
小明同學利用如圖所示的裝置來驗*機械能守恆定律。A為裝有擋光片的鉤碼,總質量為M,擋光片的擋光寬度為b,輕繩一端與A相連,另一端跨過光滑輕質定滑輪與質量為m(m<M)的重物B相連。他的做法是:先用力拉住B,保持A、B靜止,測出A的擋光片上端到光電門的距離h;然後由靜止釋放B,A下落過程中經過光電門,光電門可測出擋光片的擋光時間t,算出擋光片經過光電門的平均速度,將其視為A下落h(h≫b)時的速度,重力加速度為g。
(1)在A從靜止開始下落h的過程中,驗*以A、B、地球所組成的系統機械能守恆的表示式為______(用題目所給物理量的符號表示);
(2)由於光電門所測的平均速度與物體A下落h時的瞬時速度間存在一個差值Δv,因而系統減少的重力勢能______系統增加的動能(選填“大於”或“小於”);
(3)為減小上述Δv對結果的影響,小明同學想到了以下一些做法,其中可行的是______;
A.減小擋光片上到光電門的距離h
B.增大擋光片的擋光寬度b
C.適當減小擋光片的擋光寬度b
(4)若採用本裝置測量當地的重力加速度g,則測量值________真實值(選填“大於”“等於”或“小於”)。
【回答】
(1). (2). 大於 (3). C (4). 小於
【解析】(1)系統重力勢能的減小量為
物塊經過光電門的瞬時速度為
則系統動能的增加量為
則機械能守恆的表示式為
(2) 某段時間內的平均速度等於中間時刻的瞬時速度,用光電門測出的瞬時速度小於下落時的真實速度,則系統減少的重力勢能大於系統增加的動能;
(3)為減小上述對結果的影響,可以減小擋光片的寬度,使得平均速度更接近瞬時速度,故C正確,A、B錯誤;
故選C;
(4)由於阻力的影響,重力加速度的測量值小於真實值。
知識點:機械能守恆定律
題型:實驗,探究題