Question

【题目】某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。绕过轻质定滑轮的细线两端连接质量均为M的物块A和B，B上方放有一质量为m的铁环C(铁环C与物块B不粘连)。

(1)开始时A、B、C由图示位置静止释放。物块B在穿过圆环D时，铁环C被圆环D挡住，而物块B穿过圆环D后继续下落。光电计时器E、F记录物块B从E到F的时间为t，测得EF间距为d，则物块B运动到圆环D处时的速度大小v＝___；测得铁环C到圆环D的高度差为h，当地重力加速度为g，本实验若在误差允许的范围内满足表达式________，则验证了机械能守恒定律(结果均用题中所给字母表示)。

(2)该同学为了能更加精确地验证机械能守恒定律，进行了多次实验。实验中M＝0.2kg，m＝0.05kg，d＝0.2m，当地重力加速度g取9.79m/s2。具体操作如下:

①改变物块B的释放位置，调整h值

②测出相对应的时间t

③在坐标纸中以为纵轴，以h为横轴建立坐标系，画出图象，如图乙所示;

④根据图中数据可求得g＝_____m/s2，若在误差允许的范围内与当地重力加速度相等，则验证了机械能守恒定律(结果保留三位有效数字)。

Answer 1

【答案】 9.76

【解析】

第一空.铁环C运动到圆环D处时的速度大小即为铁环被挡住后，A、B匀速运动的速度；

第二空.根据机械能守恒定律得 ；

第三空.由化简得

图象斜率为 =54.2，代入数据可得g=9.76m/s2