Question

某同學(xué)設(shè)計(jì)圖甲所示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證物塊A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．物塊B裝有一寬度很小的擋光片，測得擋光片寬度為d，A和B（含擋光片）的質(zhì)量分別為m₁和m₂．系統(tǒng)由靜止釋放，當(dāng)擋光片通過光電門（固定光電門的裝置未畫出）時，可通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)記錄擋光時間△t．改變擋光片到光電門的距離h，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，采集多組數(shù)據(jù)（A未碰到滑輪）．

（1）若某次記錄的擋光時間為△t₁則擋光片到達(dá)光電門處時B的速度大小為______．
（2）該同學(xué)設(shè)想：若根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)能得到圖乙所示的直線，就能說明物塊A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，按照這個設(shè)想，圖線的縱坐標(biāo)可以是______（選填“△t”、“△t²”、“”或“”），若得到該圖線的斜率為k，則可計(jì)算重力加速度的大小為______（用k、d、m₁和m₂表示）
（3）在實(shí)際運(yùn)動過程中系統(tǒng)動能的增加量△E_K小于系統(tǒng)勢能的減少量△E_p，指出產(chǎn)生這個系統(tǒng)誤差除空氣阻力外的兩個原因：______；______．

Answer 1

【答案】分析：（1）B經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認(rèn)為是B經(jīng)過光電門的平均速度．
（2）根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知，得出圖象若為直線，則可很容易的判斷兩個物理量之間的關(guān)系；根據(jù)圖象的物理意義求出圖象的斜率大小，再得出物體的重力加速度大�。�
（3）繩和滑輪有摩擦，繩有一定的質(zhì)量都會使得實(shí)際運(yùn)動過程中系統(tǒng)動能的增加量△E_K小于系統(tǒng)勢能的減少量△E_p．
解答：解：（1）B經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認(rèn)為是B經(jīng)過光電門的平均速度
擋光片到達(dá)光電門處時B的速度大小為v=，
（2）m₁、m₂組成的系統(tǒng)為研究對象，
動能的增加量△E_k=（m₁+m₂）v²=（m₁+m₂）
重力勢能的減小量△E_p=（m₂-m₁）gh
因此只要比較二者是否相等，即可驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒．
即（m₁+m₂）=（m₂-m₁）gh
所以按照這個設(shè)想，圖線的縱坐標(biāo)可以是，即=h
k=
所以重力加速度的大小g為．
（3）在實(shí)際運(yùn)動過程中系統(tǒng)動能的增加量△E_K小于系統(tǒng)勢能的減少量△E_p，指出產(chǎn)生這個系統(tǒng)誤差除空氣阻力外的兩個原因：繩和滑輪有摩擦，繩有一定的質(zhì)量．
故答案為：（1）
（2），
（3）繩和滑輪有摩擦，繩有一定的質(zhì)量
點(diǎn)評：本題全面的考查了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中的數(shù)據(jù)處理問題，要熟練掌握勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律以及功能關(guān)系，增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理能力．