Question

【题目】如图甲所示，是验证机械能守恒定律的实验装置，物体A和B系在轻质细绳两端跨过光滑定滑轮（且mA＞mB），现让A、B由静止释放，全过程A、B不会接触地面．（忽略滑轮质量，已知重力加速度为g．）

（1）实验研究的对象是________（选填“A”、“B”或“AB”）．

（2）实验中除了已知重力加速度g，以下不需要测量的物理量是________．（填序号）

A．物体A和B的质量mA、mB

B．遮光片的宽度d

C．光电门1、2间的距离h

D．细绳的总长L

E．遮光片通过光电门1、2的时间分别为t1、t2

（3）遮光片通过光电门1、2过程中A与B重力势能变化的表达式为________．动能变化的表达式为________，若实验满足表达式________，则可验证机械能守恒．（利用上题中需要测量的物理量所对应的字母符号填空）

（4）实验进行过程中，有同学对装置改进，如图乙所示，在A的下面挂上质量为m的钩码C，让mA＝mB＝m，遮光片通过光电门1、2的速度分别用v1、v2表示，光电门1、2的距离用h表示，若机械能守恒，则有＝________．

Answer 1

【答案】 （1）AB （2）D （3）（mA－mB）gh （4）

【解析】（1、2）通过连接在一起的A、B两物体验证机械能守恒定律，即验证系统的势能变化与动能变化是否相等，A、B连接在一起，A下降的距离一定等于B上升的距离；A、B的速度大小总是相等的．需要测量A、B两物块的质量mA和mB，知道两光电门之间的距离h，遮光片的宽度d，及遮光片通过光电门1、2的时间t1、t2．但是无需测量细绳的总长L，故ABCE都需要测量，D不需测量，故选D．
（3）A下降h的同时，B上升h，它们的重力势能的变化：△EP=（mA-mB）gh；
A与B动能的变化：，
若（mA-mB）gh=，系统机械能守恒．

（4）根据上述结论，若mA＝mB＝m，则，解得