Question

【题目】如图甲所示的装置叫做“阿特伍德机”，是早期英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律和动量守恒定律，如图乙所示。已知当地重力加速度为g。

（1）实验时，该同学用游标卡尺测量挡光片的宽度d如图丙所示，则d=_______cm；然后将质量均为M(A的含挡光片、B的含挂钩)的重物A、B用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态。测量出______________(选填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h。

（2）验证机械能守恒定律时，该同学在重物B的下端挂上质量为m的物块C，让系统(重物A、B以及物块C)中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为t1。如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒，应满足的关系式为______________。

（3）为了验证动量守恒定律，该同学让A在桌面上处于静止状态，将B从静止位置竖直抬高H后静止释放，直到光电门记录下挡光片挡光的时间为t2(重物B未接触桌面)，则验证绳绷紧过程中系统沿绳方向动量守恒定律的表达式为_____________。

Answer 1

【答案】0.420 挡光片中心

【解析】

（1）游标卡尺的主尺读数0.4cm；游标尺读数：10×0.02mm=0.20mm；则读数为：0.4cm+0.20mm=0.420cm。测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离h。
（2）重物A经过光电门时的速度 ；系统动能的增加量 ．系统重力势能的减小量为mgh，应满足的关系式为：
（3）重物A经过光电门时的速度 ；根据机械能守恒定律可知，，解得：；则可知作用前的动量；此后AB一起做匀速运动，运动速度，故作用后的动量，故只要验证 即可证明动量守恒；