Question

【題目】如圖甲所示的裝置叫做阿特伍德機，是英國數學家和物理學家阿特伍德創制的一種著名力學實驗裝置，用來研究勻變速直線運動的規律。某同學對該裝置加以改進后用來驗證機械能守恒定律，如圖乙所示。

（1）實驗時，該同學進行了如下操作：

①將質量均為m（A 的含擋光片，B 的含掛鉤）的重物用繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止狀態，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在 B 的下端掛上質量為△m 的物塊 C，讓系統（重物 A、B 以及物塊 C）由靜止開始運動，光電門記 錄擋光片擋光的時間為△t。

③ 測出擋光片的寬度 d，計算有關物理量，驗證機械能守恒定律。

（2）從開始到擋光片通過光電門的過程中，系統重力勢能減小量為 ____________（已知重力加速度為 g）。系統動能增加量為 _____________。

（3）如果系統機械能守恒，此過程中 A 應該勻加速上升，其加速度大小 a = _____________ 繩子對 A 的拉力大小 F = _____________。

（4）提出減小該實驗系統誤差的措施 ______________（寫一條即可）。

Answer 1

【答案】擋光片中心 或者 用輕質細繩子、減小滑輪與繩子之間的摩擦

【解析】

（1）①[1]．需要測量系統重力勢能的變化量，則應該測量出擋光片中心到光電門中心的距離；

（2）[2] [3]．從開始到擋光片通過光電門的過程中，系統重力勢能的減小量

△Ep=mgH

系統的末速度為：

則系統動能的增加量為：

（3）[4]．根據牛頓第二定律得，系統所受的合力為mg，則系統加速度為：

．

[5]繩子對 A 的拉力大小

（4）[6]．減小該實驗系統誤差的措施：用輕質細繩子、減小滑輪與繩子之間的摩擦。