Question

【題目】用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗時接通電源，質量為m2的重物從高處由靜止釋放，質量為m1的重物拖著紙帶打出一系列的點，圖乙是實驗中打出的一條紙帶，A是打下的第1個點，量出計數點E、F、G到4點距離分別為d1、d2、d3，每相鄰兩計數點的計時間隔為T，當地重力加速度為g。（以下所求物理量均用已知符號表達）

（1）在打點A~F的過程中，系統動能的增加量△Ek= ，系統重力勢能的減少量△Ep= ，比較△Ek、△Ep大小即可驗證機械能守恒定律。

（2）某同學根據紙帶算出各計數點速度，并作出圖象如圖丙所示，若圖線的斜率k= ，即可驗證機械能守恒定律。

Answer 1

【答案】（1）； （m2－m1）gd2（2）

【解析】

試題分析：（1）由于每相鄰兩計數點的計時間隔為T，根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出點F的瞬時速度：．

在A～F過程中系統動能的增量△EK=（m1+m2）vF2=．

系統重力勢能的減小量為△EP=（m2-m1）gd2．

（2）本題中根據機械能守恒可知，（m2-m1）gd=（m1+m2）v2，

即有：v2=gd，所以v2-d圖象中圖象的斜率表示重力加速度，那么斜率k=