Question

【題目】某同學利用圖示裝置，驗證以下兩個規律：

①兩物塊通過不可伸長的細繩相連接，沿繩分速度相等；

②系統機械能守恒。

P、Q、R是三個完全相同的物塊，P、Q用細繩連接，放在水平氣墊桌上。物塊R與輕質滑輪連接，放在正中間，a、b、c是三個光電門，調整三個光電門的位置，能實現同時遮光，整個裝置無初速度釋放。

（1）為了能完成實驗目的，除了記錄P、Q、R三個遮光片的遮光時間t1、t2、t3外，還必需測量的物理量有__________；

A．P、Q、R的質量M B．兩個定滑輪的距離d

C．R的遮光片到c的距離H D．遮光片的寬度x

（2）根據裝置可以分析出P、Q的速度大小相等，驗證表達式為_______________；

（3）若要驗證物塊R沿繩方向分速度與物塊P的速度相等，則驗證表達式為_______________

（4）若已知當地重力加速度g，則驗證系統機械能守恒的表達式為_______________。

Answer 1

【答案】（1）CD （2） （3） （4）

【解析】

試題分析：（1）驗證系統機械能守恒，最后的表達式是，可知質量M可以約去，對實驗結果不會有影響，因此不需要測量P、Q、R的質量M，A錯誤；根據驗證的表達式可知，與兩個定滑輪的距離無關，B錯誤；根據驗證的表達式可知，需要測量R的遮光片到c的距離H，這樣才能計算出系統減少的重力勢能，C正確；根據驗證的表達式可知，要測量P、Q、R三個物塊遮光片的速度，因此需要測量遮光片的寬度，速度，D正確；

（2）物塊P的速度，物塊Q的速度，因此分析出P、Q的速度大小相等，即需要驗證表達式。

（3）物塊R的速度，要驗證物塊R與物塊P的沿繩分速度相等，則需要驗證表達式；

（4）整個系統減少的機械能是，增加的機械能是，要驗證機械能守恒，則，即驗證表達式。