用如圖裝置可驗*機械能守恆定律．輕繩兩端繫着質量相等的物塊A、B，物塊B上放置一金屬片C．鐵架臺上固定一金屬圓...

問題詳情：

用如圖裝置可驗*機械能守恆定律．輕繩兩端繫着質量相等的物塊A、B，物塊B上放置一金屬片C．鐵架臺上固定一金屬圓環，圓環處在物塊B正下方．系統靜止時，金屬片C與圓環間的高度差爲h．由此釋放，系統開始運動，當物塊B穿過圓環時，金屬片C被擱置在圓環上．兩光電門固定在鐵架臺P1、P2處，透過數字計時器可測出物塊B透過P1、P2這段時間．

（1）若測得P1、P2之間的距離爲d，物塊B透過這段距離的時間爲t，則物塊B剛穿過圓環後的速度v=　　．

（2）若物塊A、B的質量均爲M表示，金屬片C的質量用m表示，該實驗中驗*了下面哪個等式成立，即可驗*機械能守恆定律．正確選項爲　　．

A．mgh=Mv2            B．mgh=Mv2

C．mgh=（2M+m）v2       D．mgh=（M+m）v2

（3）改變物塊B的初始位置，使物塊B由不同的高度落下穿過圓環，記錄各次高度差h以及物塊B透過P1、P2這段距離的時間爲t，以h爲縱軸，以　　（填“t2”或“”）爲橫軸，透過描點作出的圖線是一條過原點的直線．該直線的斜率k=　　（用m、M、d表示）．

【回答】

驗*機械能守恆定律．

【分析】（1）根據極短時間內的平均速度等於瞬時速度求出物塊B穿過圓環後的速度大小．

（2）根據下降的高度求出系統重力勢能的減小量，根據瞬時速度的大小得出系統動能的增加量，從而得出驗*的表達式．

（3）根據系統機械能守恆得出表達式，結合表達式，根據線*關係確定橫軸的物理量，從而得出圖線斜率的含義．

【解答】解：（1）根據極短時間內的平均速度等於瞬時速度知，v=．

（2）系統重力勢能的減小量爲mgh，系統動能的增加量爲，則驗*的表達式爲mgh=（2M+m）v2，故選：C．

（3）將mgh=（2M+m）v2 變形得，h=，因此應以h爲縱軸，爲橫軸，透過描點作出的圖線是一條過原點的直線．

圖線的斜率k=．

故*爲：（1）；（2）C；（3），．

【點評】解決本題的關鍵知道實驗的原理，研究的對象是系統，知道極短時間內的平均速度等於瞬時速度，對於要得出線*關係圖線，先得出表達式，確定線*函數關係．

知識點：機械能守恆定律

題型：實驗,探究題