Question

【題目】如圖甲所示的裝置叫做“阿特伍德機(jī)”，是早期英國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，用來研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。某同學(xué)對該裝置加以改進(jìn)后用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律和動(dòng)量守恒定律，如圖乙所示。已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?/span>g。

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量擋光片的寬度d如圖丙所示，則d=_______cm；然后將質(zhì)量均為M(A的含擋光片、B的含掛鉤)的重物A、B用繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)。測量出______________(選填“A的上表面”、“A的下表面”或“擋光片中心”)到光電門中心的豎直距離h。

（2）驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，該同學(xué)在重物B的下端掛上質(zhì)量為m的物塊C，讓系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)中的物體由靜止開始運(yùn)動(dòng)，光電門記錄擋光片擋光的時(shí)間為t1。如果系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)的機(jī)械能守恒，應(yīng)滿足的關(guān)系式為______________。

（3）為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，該同學(xué)讓A在桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，將B從靜止位置豎直抬高H后靜止釋放，直到光電門記錄下?lián)豕馄瑩豕獾臅r(shí)間為t2(重物B未接觸桌面)，則驗(yàn)證繩繃緊過程中系統(tǒng)沿繩方向動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為_____________。

Answer 1

【答案】0.420 擋光片中心

【解析】

（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)0.4cm；游標(biāo)尺讀數(shù)：10×0.02mm=0.20mm；則讀數(shù)為：0.4cm+0.20mm=0.420cm。測量出擋光片中心到光電門中心的豎直距離h。
（2）重物A經(jīng)過光電門時(shí)的速度 ；系統(tǒng)動(dòng)能的增加量 ．系統(tǒng)重力勢能的減小量為mgh，應(yīng)滿足的關(guān)系式為：
（3）重物A經(jīng)過光電門時(shí)的速度 ；根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知，，解得：；則可知作用前的動(dòng)量；此后AB一起做勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度，故作用后的動(dòng)量，故只要驗(yàn)證 即可證明動(dòng)量守恒；