Question

14．用如图所示的实验装置来验证重物B和滑块A所组成的系统机械能守恒．实验前先将气垫导轨固定在水平桌面上，右端固定一轻质定滑轮，物块A和B分别系在一条跨过定滑轮的细绳两端．

（1）若整个装置从图示滑块A所在位置由静止开始释放，利用光电门可以测出滑块A由静止开始由光电门1到光电门2的时间t（此时重物B未落到地面上），则还需要测量的物理量有BCD．（填选项前的代号）
A．用刻度尺测出绳子的长度L
B．用天平测出滑块A的质量
C．用天平测出重物B的质量
D．用刻度尺测出光电门1与光电门2间的距离s
（2）若重力加速度用g表示，用上述（1）中需要的测量量表示出：滑块A和重物B组成的系统减少的重力势能为mgs、增加的动能为$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{2s}{t}$）²．
（3）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议，其中对减小实验误差有用的是AB．
A．绳的质量要小
B．在定滑轮上涂上润滑油
C．应满足m₁≥m₂
D．把连接两物块的绳子换为弹性绳．

Answer 1

分析 （1）根据重物下落的高度来确定重力势能减小量，根据匀加速直线运动，中时刻的瞬时速度等于这段时间平均速度，再根据$\overline{v}$=$\frac{0+v}{2}$，即可确定动能增加量，
（2）设遮光条前进了s，钩码的重力势能减少了：mgs，系统动能增加了：$\frac{1}{2}$（M+m）v²，从而即可验证机械能守恒定律．
（3）根据实验原理，只要减少实验过程中的阻力即可．

解答 解：（1）根据减小的重力势能等于增加的动能，即可验证机械能守恒；
因此需要测量A与B的质量，及两光电门间距，故选：BCD；
（2）设遮光条前进了s，钩码的重力势能减少了：mgs，
根据匀加速直线运动，中时刻的瞬时速度等于这段时间平均速度，
再根据$\overline{v}$=$\frac{0+v}{2}$，因此v=$\frac{2s}{t}$
系统动能增加了$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{2s}{t}$）²，
所以我们可以通过比较mgs和 $\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{2s}{t}$）²的大小来验证机械能守恒定律．
（3）A、对减小实验误差有用，绳的质量要小，忽略绳子的动能，故A正确；
B、在定滑轮上涂上润滑油，从而减小阻力，可以减小误差，故B正确；
C、由实验原理可知，两质量的大与小，不影响实验误差，故C错误；
D、连接两物块的绳子换为弹性绳，则两物体的机械能损失更多，故D错误；
故选：AB．
故答案为：（1）BCD；（2）mgs，$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{2s}{t}$）²；（3）AB．

点评 常用仪器的读数要掌握，这是物理实验的基础．处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项．