Question

【題目】某同學用如圖甲所示的裝置驗證機械能守恒定律。繞過輕質定滑輪的細線兩端連接質量均為M的物塊A和B，B上方放有一質量為m的鐵環C(鐵環C與物塊B不粘連)。

(1)開始時A、B、C由圖示位置靜止釋放。物塊B在穿過圓環D時，鐵環C被圓環D擋住，而物塊B穿過圓環D后繼續下落。光電計時器E、F記錄物塊B從E到F的時間為t，測得EF間距為d，則物塊B運動到圓環D處時的速度大小v＝___；測得鐵環C到圓環D的高度差為h，當地重力加速度為g，本實驗若在誤差允許的范圍內滿足表達式________，則驗證了機械能守恒定律(結果均用題中所給字母表示)。

(2)該同學為了能更加精確地驗證機械能守恒定律，進行了多次實驗。實驗中M＝0.2kg，m＝0.05kg，d＝0.2m，當地重力加速度g取9.79m/s2。具體操作如下:

①改變物塊B的釋放位置，調整h值

②測出相對應的時間t

③在坐標紙中以為縱軸，以h為橫軸建立坐標系，畫出圖象，如圖乙所示;

④根據圖中數據可求得g＝_____m/s2，若在誤差允許的范圍內與當地重力加速度相等，則驗證了機械能守恒定律(結果保留三位有效數字)。

Answer 1

【答案】 9.76

【解析】

第一空.鐵環C運動到圓環D處時的速度大小即為鐵環被擋住后，A、B勻速運動的速度；

第二空.根據機械能守恒定律得 ；

第三空.由化簡得

圖象斜率為 =54.2，代入數據可得g=9.76m/s2