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某实验小组利用如图所示的装置进行实验,钩码A和B分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端,钩码质量均为M,在A的上面套一个比它大一点的环形金属块C,在距地面为h1处有一宽度略比A大一点
题目详情
某实验小组利用如图所示的装置进行实验,钩码A和B分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端,钩码质量均为M,在A的上面套一个比它大一点的环形金属块C,在距地面为h1处有一宽度略比A大一点的狭缝,钩码A能通过狭缝,环形金属块C不能通过.开始时A距离狭缝的高度为h2,放手后,A、B、C从静止开始运动.
(1)利用计时仪器测得钩码A通过狭缝后到落地用时t1,则钩码A通过狭缝的速度为___(用题中字母表示).
(2)若通过此装置验证机械能守恒定律,还需测出环形金属块C的质量m,当地重力加速度为g.若系统的机械能守恒,则需满足的等式为___(用题中字母表示).
(3)为减小测量时间的误差,有同学提出如下方案:实验时调节h1=h2=h,测出钩码A从释放到落地的总时间t,来计算钩码A通过狭缝的速度,你认为可行吗?若可行,写出钩码A通过狭缝时的速度表达式;若不可行,请简要说明理由.___、___.
(1)利用计时仪器测得钩码A通过狭缝后到落地用时t1,则钩码A通过狭缝的速度为___(用题中字母表示).
(2)若通过此装置验证机械能守恒定律,还需测出环形金属块C的质量m,当地重力加速度为g.若系统的机械能守恒,则需满足的等式为___(用题中字母表示).
(3)为减小测量时间的误差,有同学提出如下方案:实验时调节h1=h2=h,测出钩码A从释放到落地的总时间t,来计算钩码A通过狭缝的速度,你认为可行吗?若可行,写出钩码A通过狭缝时的速度表达式;若不可行,请简要说明理由.___、___.
▼优质解答
答案和解析
(1)在h1阶段由于金属块C静止,而A,B质量相等,所以A,B都是匀速直线运动,
由匀速运动公式可得:v=
;
(2)由题意可知,整体减小的重力势能等于动能的增加量;
即:mgh2=
(2M+m)(
)2;
(3)整体在上一段做匀加速直线运动,在下方做匀速运动;则可知:
设中间速度为v,则有:
h=
t1;
h=vt2;
t1+t2=t
解得:t2=
;
则下落的速度v=
=
;
故此方法可行;
速度:v=
;
故答案为:(1)
;(2)mgh2=
(2M+m)(
)2;(3)可行;v=
.
由匀速运动公式可得:v=
h1 |
t1 |
(2)由题意可知,整体减小的重力势能等于动能的增加量;
即:mgh2=
1 |
2 |
h1 |
t1 |
(3)整体在上一段做匀加速直线运动,在下方做匀速运动;则可知:
设中间速度为v,则有:
h=
v |
2 |
h=vt2;
t1+t2=t
解得:t2=
t |
3 |
则下落的速度v=
h | ||
|
3h |
t |
故此方法可行;
速度:v=
3h |
t |
故答案为:(1)
h1 |
t1 |
1 |
2 |
h1 |
t1 |
3h |
t |
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