Question

14．用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證重物B和滑塊A所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．實(shí)驗(yàn)前先將氣墊導(dǎo)軌固定在水平桌面上，右端固定一輕質(zhì)定滑輪，物塊A和B分別系在一條跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩兩端．

（1）若整個(gè)裝置從圖示滑塊A所在位置由靜止開(kāi)始釋放，利用光電門(mén)可以測(cè)出滑塊A由靜止開(kāi)始由光電門(mén)1到光電門(mén)2的時(shí)間t（此時(shí)重物B未落到地面上），則還需要測(cè)量的物理量有BCD．（填選項(xiàng)前的代號(hào)）
A．用刻度尺測(cè)出繩子的長(zhǎng)度L
B．用天平測(cè)出滑塊A的質(zhì)量
C．用天平測(cè)出重物B的質(zhì)量
D．用刻度尺測(cè)出光電門(mén)1與光電門(mén)2間的距離s
（2）若重力加速度用g表示，用上述（1）中需要的測(cè)量量表示出：滑塊A和重物B組成的系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能為mgs、增加的動(dòng)能為$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{2s}{t}$）²．
（3）為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，某小組同學(xué)對(duì)此實(shí)驗(yàn)提出以下建議，其中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有用的是AB．
A．繩的質(zhì)量要小
B．在定滑輪上涂上潤(rùn)滑油
C．應(yīng)滿足m₁≥m₂
D．把連接兩物塊的繩子換為彈性繩．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)重物下落的高度來(lái)確定重力勢(shì)能減小量，根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)，中時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間平均速度，再根據(jù)$\overline{v}$=$\frac{0+v}{2}$，即可確定動(dòng)能增加量，
（2）設(shè)遮光條前進(jìn)了s，鉤碼的重力勢(shì)能減少了：mgs，系統(tǒng)動(dòng)能增加了：$\frac{1}{2}$（M+m）v²，從而即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，只要減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的阻力即可．

解答 解：（1）根據(jù)減小的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒；
因此需要測(cè)量A與B的質(zhì)量，及兩光電門(mén)間距，故選：BCD；
（2）設(shè)遮光條前進(jìn)了s，鉤碼的重力勢(shì)能減少了：mgs，
根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)，中時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間平均速度，
再根據(jù)$\overline{v}$=$\frac{0+v}{2}$，因此v=$\frac{2s}{t}$
系統(tǒng)動(dòng)能增加了$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{2s}{t}$）²，
所以我們可以通過(guò)比較mgs和 $\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{2s}{t}$）²的大小來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．
（3）A、對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有用，繩的質(zhì)量要小，忽略繩子的動(dòng)能，故A正確；
B、在定滑輪上涂上潤(rùn)滑油，從而減小阻力，可以減小誤差，故B正確；
C、由實(shí)驗(yàn)原理可知，兩質(zhì)量的大與小，不影響實(shí)驗(yàn)誤差，故C錯(cuò)誤；
D、連接兩物塊的繩子換為彈性繩，則兩物體的機(jī)械能損失更多，故D錯(cuò)誤；
故選：AB．
故答案為：（1）BCD；（2）mgs，$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac{2s}{t}$）²；（3）AB．

點(diǎn)評(píng) 常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)．處理實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要找出實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理我們可以尋找需要測(cè)量的物理量和需要注意的事項(xiàng)．