Question

【題目】某學習小組用如圖甲所示的裝置驗證機械能守恒定律，質量均為M的物體A和B系在輕質細繩兩端跨過光滑輕質定滑輪，每個鉤碼的質量均為，物體A上固定一輕質擋光片，擋光片下方h處固定一光電門，用來測量物體上的擋光片通過該處的時間t。

（1）某同學用游標卡尺測量擋光片的寬度d，測量結果如圖乙所示，則擋光片寬度為_____cm。

（2）在物體A下面掛上一個鉤碼，讓A、B及鉤碼組成的系統由靜止釋放，測出擋光片通過光電門的時間，則擋光片通過光電門的速率為___________（用題中給出的符號表示）。

（3）依次增加物體A下方鉤碼個數，讓物體A由同一位置釋放，分別測出擋光片通過光電門的時間、、…；

（4）設物體A下方所掛鉤碼個數為n，根據（3）中所測時間，描點作出圖象如圖丙所示，若在誤差允許范圍內滿足圖象斜率k=____，截距b＝_____（均用題中符號表示），則證明機械能守恒定律成立。

（5）由于系統運動過程中要受到摩擦及空氣阻力，若認為掛不同個數鉤碼時阻力相同，則實際描點作出的圖象斜率會__________（填“偏大”“偏小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】 偏小

【解析】（1）擋光片寬度為：0.8cm+0.05mm×12=0.860cm；

（2）擋光片通過光電門的速率為；

（4）若機械能守恒，則，且 解得，則 ， ，即當滿足， 時證明機械能守恒定律成立；

（5）若考慮阻力，物體下落時要克服阻力做功，等效于m0gh減小，即表達式中斜率減小.