Question

16．如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量分別為m₁和m₂的物塊A和B，分別系在一條跨過(guò)定滑輪的軟繩兩端（m₁＞m₂），1、2是兩個(gè)光電門(mén)．用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．
（1）實(shí)驗(yàn)中除了記錄物塊B通過(guò)兩光電門(mén)時(shí)的速度v₁、v₂外，還需要測(cè)量的物理量是A、B兩物塊的質(zhì)量m_A和m_B，兩光電門(mén)之間的距離h．
（2）用已知量和測(cè)量量寫(xiě)出驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式（m₁-m₂）gh=$\frac{1}{2}$（m₁+m₂）（v${\;}_{2}^{2}$-v${\;}_{1}^{2}$）．

Answer 1

分析 （1）這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理是要驗(yàn)證m_A、m_B的增加的動(dòng)能和m_A、m_B減少重力勢(shì)能是不是相等，所以我們要測(cè)量的物理量有：物塊的質(zhì)量m_A、m_B； 物塊B下落的距離h（或物塊A上升的距離h）．
（2）寫(xiě)出A與B重力勢(shì)能變化的表達(dá)式與它們動(dòng)能變化的表達(dá)式，需要驗(yàn)證的是兩者相等．

解答 解：（1）通過(guò)連接在一起的A、B兩物體驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，即驗(yàn)證系統(tǒng)的勢(shì)能變化與動(dòng)能變化是否相等，A、B連接在一起，A下降的距離一定等于B上升的距離；A、B的速度大小總是相等的．需要測(cè)量A、B兩物塊的質(zhì)量m_A和m_B，兩光電門(mén)之間的距離h．
（2）B下降h的同時(shí)，A上升h，它們的重力勢(shì)能的變化：△E_P=（m_A-m_B）gh；
A與B動(dòng)能的變化：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}（{m}_{A}+{m}_{B}）（{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}）$
需要驗(yàn)證的是：（m_A-m_B）gh=$\frac{1}{2}$（ m_A+m_B）（v₂²-v₁²）
故答案為：（1）A、B兩物塊的質(zhì)量m_A和m_B，兩光電門(mén)之間的距離h．（2）（m_A-m_B）gh=$\frac{1}{2}$（ m_A+m_B）（v₂²-v₁²）

點(diǎn)評(píng) 此題為一驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)題．要求根據(jù)物理規(guī)律選擇需要測(cè)定的物理量，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法判斷系統(tǒng)重力勢(shì)能的變化量是否與動(dòng)能的變化量相同是解題的關(guān)鍵．