Question

【題目】為了驗證機能守恒定律，同學(xué)們設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置：

（1）實驗時，該同學(xué)進(jìn)行了如下操作：

①將質(zhì)量分別為和的重物、（的含擋光片、的含掛鉤）用繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，測量出____________（填“的上表面”、“的下表面”或“擋光片中心”）到光電門中心的豎直距離。

②如果系統(tǒng)（重物、）的機械能守恒，應(yīng)滿足的關(guān)系式為_______。（已知重力加速度為，經(jīng)過光電門的時間為，擋光片的寬度以及和和）。

（2）實驗進(jìn)行過程中，有同學(xué)對裝置改進(jìn)，如圖乙所示，同時在的下面掛上質(zhì)量為的鉤碼，讓，經(jīng)過光電門的速度用表示，距離用表示，若機械能守恒，則有______。

Answer 1

【答案】擋光片中心

【解析】

（1）①[1]需要測量系統(tǒng)重力勢能的變化量，則應(yīng)該測量出擋光片中心到光電門中心的距離；

②[2]根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度表示瞬時速度，則系統(tǒng)的末速度為

則系統(tǒng)動能的增加量為

系統(tǒng)重力勢能的減小量為

若系統(tǒng)機械能守恒則有

（2）[3]若系統(tǒng)機械能守恒則有

解得