Question

20．如圖為驗證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗裝置示意圖．兩個質(zhì)量各為m_A和m_B（m_A＞m_B）的小物塊A和B分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端，用手拉住物塊B，使它與地面接觸，用米尺測量物塊A的底部到地面的高度h．釋放物塊B，同時用秒表開始計時，當(dāng)物塊A碰到地面時，停止計時，記下物塊A下落的時間t，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g．
（1）在物塊A下落的時間t內(nèi)，物塊A、B組成的系統(tǒng)減少的重力勢能△Ep=（m_A-m_B）gh，增加的動能△E_k=$2（{m}_{A}+{m}_{B}）\frac{{h}^{2}}{{t}^{2}}$．改變m_A、m_B和h，多次重復(fù)上述實(shí)驗，若在實(shí)驗誤差范圍內(nèi)△Ep等于△Ek均成立，則可初步驗證機(jī)械能守恒定律．
（2）為提高實(shí)驗結(jié)果的準(zhǔn)確程度，可以盡量減小定滑輪的質(zhì)量，將定滑輪的轉(zhuǎn)動軸涂抹潤滑油，選取受力后相對伸長盡量小的輕質(zhì)軟繩．請寫出一條上面沒有提到的對提高實(shí)驗結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議：對同一高度h進(jìn)行多次測量取平均值；對同一時間t進(jìn)行多次測量平均值；對物塊A或B的質(zhì)量進(jìn)行多次測量取平均值；選擇質(zhì)量相對定滑輪較大的物塊A、B，使A靜止后再釋放B．

Answer 1

分析 根據(jù)下降的高度求出系統(tǒng)重力勢能的減小量，根據(jù)平均速度推論，結(jié)合平均速度的大小求出末速度，從而得出系統(tǒng)動能的增加量．
結(jié)合實(shí)驗的原理以及注意事項確定減小誤差的措施．

解答 解：（1）物塊A、B組成的系統(tǒng)減少的重力勢能△Ep=（m_A-m_B）gh；根據(jù)平均速度推論知，$\frac{h}{t}=\frac{v}{2}$，則末速度為：v=$\frac{2h}{t}$，可知系統(tǒng)動能的增加量為：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}（{m}_{A}+{m}_{B}）{v}^{2}$=$2（{m}_{A}+{m}_{B}）\frac{{h}^{2}}{{t}^{2}}$；若在實(shí)驗誤差范圍內(nèi)△E_p=△E_k均成立，則可初步驗證機(jī)械能守恒定律．
（2）減小誤差的措施：對同一高度h進(jìn)行多次測量取平均值；對同一時間t進(jìn)行多次測量平均值；對物塊A或B的質(zhì)量進(jìn)行多次測量取平均值；選擇質(zhì)量相對定滑輪較大的物塊A、B，使A靜止后再釋放B．
故答案為：（1）（m_A-m_B）gh；  $2（{m}_{A}+{m}_{B}）\frac{{h}^{2}}{{t}^{2}}$；等于，
（2）對同一高度h進(jìn)行多次測量取平均值；對同一時間t進(jìn)行多次測量平均值；對物塊A或B的質(zhì)量進(jìn)行多次測量取平均值；選擇質(zhì)量相對定滑輪較大的物塊A、B，使A靜止后再釋放B．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗的原理，注意研究的對象是系統(tǒng)，通過平均速度推論求出末速度的大小是關(guān)鍵．