1. 用如圖裝置驗證機械能守恒定律。輕繩兩端系着質量相等的物塊A、B,物塊上放置一金屬片C。鐵架台上固定一金屬圓環,圓環處于物塊B正下方。系統靜止時,金屬片C與圓環間高度差為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。兩電光門固定在鐵架台
處,通過數字計時器可測出物塊B通過
這段距離的時間。
(1)若測得
之間的距離為d,物塊B通過這段距離的時間為t,則物塊B剛好穿過圓環後的速度v=________.
(2)若物塊A、B的質量均為M表示,金屬C的質量用m表示表示,該實驗中驗證了下面哪個等式成立,即可驗證機械能守恒定律,正确選項為_______.
(3)本實驗中的測量儀器除了刻度尺、光電門、數字計時器外,還需要___________.
(4)改變物塊B的初始位置,使物塊B由不同高度落下管過圓環,記錄各次高度差h以及物塊B通過
,這段距離的時間為t,以h為縱軸,以_________(
)為橫軸,通過描述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)。
【解析】(1)物塊B剛穿過圓環後的速度
(2)物塊A、B和金屬片C組成的系統,減少的重力勢能為mgh,增加的動能為
。要驗證機械能守恒定律,等式
成立。
(3)本實驗中的測量儀器除了刻度尺、光電門、數字計時器外,還需要天平測量物塊A、B和金屬片C的質量。
(4)由
和
可得
,以h為縱軸,以
為橫軸,通過描點作出的圖線是一條過原點的直線。該直線的斜率
。
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