Question

【題目】“阿特伍德機”是物理學家喬治阿特伍德在1784年研制的一種驗證運動定律的機械。其基本結構為在跨過定滑輪的輕繩兩端系著質量均為M的物塊A和B，質量為m的金屬片C放置在物塊B上（不粘連）。鐵架臺上固定一圓環，圓環在物塊B的正下方。系統靜止時，金屬片C與圓環間的高度差為h1。

（1）由靜止釋放物塊A、B，當物塊B穿過圓環時，金屬片C被擱置在圓環上，此后，物塊B繼續下落。如果忽略一切阻力，物塊B穿過圓環后做______直線運動（選填“勻速”、“勻減速”或“勻加速”）。

（2）如果在實驗誤差允許的范圍內，物塊A、B和金屬片C組成的系統，在下落h1高度的過程中，金屬片C減少的重力勢能等于系統增加的動能，即可驗證該系統機械能守恒。測得物塊B穿過圓環后下落h2高度所用時間為t，當地的重力加速度為g。則該系統機械能守恒的表達式為______。

（3）改變靜止釋放物塊A、B的初始位置，重復試驗，記錄各次的高度差h1，以及物塊B穿過圓環后下落相同高度h2所用的時間t，以h1為縱軸，以______為橫軸（選填“”、“t2”或“”），若作出的圖線為一條過原點的直線，則說明了系統的機械能守恒。

Answer 1

【答案】勻速 mgh1=

【解析】

（1）因AB質量相同，則物塊B穿過圓環后做勻速直線運動。

（2）由題意可知，系統ABC減小的重力勢能轉化為系統的增加的動能，即為：mgh+Mgh-Mgh=（2M+m）v2，

即為：mgh1=（2M+m）v2，又v=

得：mgh1=（2M+m）()2

（3）將mgh1=（2M+m）v2，變形后，則有：

因此以為橫軸；由上式可知，作出的圖線是一條過原點的直線，直線的斜率k=。