Question

18．某實驗小組的同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律的成立，該小組的同學(xué)將一支架豎直固定，在支架的間距較遠(yuǎn)處固定了兩個光電門A、B，將甲、乙兩個小球用一條質(zhì)量可忽略不計的輕繩跨過光滑的定滑輪連接，且在小球乙上固定一遮光條，如圖所示．兩小球的質(zhì)量分別用m_甲和m_乙表示．
（1）為了驗證機械能守恒定律的成立，該實驗小組的同學(xué)己經(jīng)測量了小球乙通過兩光電門時的速度大小v_A、v_B，請分析為了驗證機械能守恒定律的成立，還需要測量的量為甲、乙兩小球的質(zhì)量m_甲、m_乙，兩光電門之間的距離h．
（2）如果在誤差允許的范圍內(nèi)，甲、乙兩小球組成的系統(tǒng)機械能守恒，請寫出守恒的關(guān)系式m_甲gh-m_乙gh=$\frac{1}{2}（{m}_{甲}+{m}_{乙}）（{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}）$．

Answer 1

分析 根據(jù)系統(tǒng)重力勢能的減小量等于系統(tǒng)動能的增加量得出守恒的表達(dá)式，從而確定還需要測量的物理量．

解答 解：系統(tǒng)重力勢能的減小量為m_甲gh-m_乙gh，系統(tǒng)動能的增加量為$\frac{1}{2}（{m}_{甲}+{m}_{乙}）（{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}）$，
則系統(tǒng)機械能守恒的表達(dá)式為m_甲gh-m_乙gh=$\frac{1}{2}（{m}_{甲}+{m}_{乙}）（{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}）$．
可知還需要測量甲、乙兩小球的質(zhì)量m_甲、m_乙，兩光電門之間的距離h．
故答案為：（1）甲、乙兩小球的質(zhì)量m_甲、m_乙，兩光電門之間的距離h，（2）m_甲gh-m_乙gh=$\frac{1}{2}（{m}_{甲}+{m}_{乙}）（{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}）$．

點評 本題驗證系統(tǒng)機械能守恒，關(guān)鍵得出系統(tǒng)動能的增加量和系統(tǒng)重力勢能的減小量，從而分析比較．