Question

10．某同學(xué)用如圖所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．質(zhì)量均為M的物體A、B通過(guò)細(xì)繩連在一起，物體B上放置質(zhì)量為m的金屬片C，在其正下方h處固定一個(gè)圓環(huán)，P₁、P₂是相距為d的兩個(gè)光電門．釋放后，系統(tǒng)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體B穿過(guò)圓環(huán)時(shí)，金屬片C被擱置在圓環(huán)上，數(shù)字計(jì)時(shí)器測(cè)出物體B通過(guò)P₁、P₂的時(shí)間為t．
①物體B剛穿過(guò)圓環(huán)后的速度V=$\fracrmvengu{t}$；
②實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證下面C（填正確選項(xiàng)的序號(hào)）等式成立，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；
A、mgh=$\frac{1}{2}$MV² B、mgh=MV²    C、mgh=$\frac{1}{2}$（2M+m）V²    D、mgh=$\frac{1}{2}$（M+m）V² 
③本實(shí)驗(yàn)中的測(cè)量?jī)x除了圖中器材和刻度尺、電源外，還需要天平．

Answer 1

分析 （1）通過(guò)平均速度等于瞬時(shí)速度，即可求解；
（2）根據(jù)系統(tǒng)減小的重力勢(shì)能，轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)增加的動(dòng)能，即可求解；
（3）根據(jù)上式可知，還需要天平測(cè)出金屬片C的質(zhì)量；

解答 解：（1）根據(jù)平均速度等于瞬時(shí)速度，則有：
物塊B剛穿過(guò)圓環(huán)后的速度v=$\frackqusbex{t}$；
（2）由題意可知，系統(tǒng)ABC減小的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的增加的動(dòng)能，即為：
mgh+Mgh-Mgh=$\frac{1}{2}（2M+m）{v}^{2}$，即為：mgh=$\frac{1}{2}（2M+m）{v}^{2}$，故選：C．
（3）由mgh=$\frac{1}{2}（2M+m）{v}^{2}$，知除了刻度尺、光電門、數(shù)字計(jì)時(shí)器外，還需要天平測(cè)出金屬片的質(zhì)量；
故答案為：（1）$\fracqfoc9bh{t}$；（2）C；（3）天平．

點(diǎn)評(píng) 考查平均速度等于瞬時(shí)速度，條件是時(shí)間很短或做勻變速直線運(yùn)動(dòng)；掌握系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證方法，注意由于A與B的質(zhì)量相同，則重力勢(shì)能之和不變；