Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，鉤碼A和B分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端，鉤碼質(zhì)量均為M，在A的上面套一個(gè)比它大一點(diǎn)的環(huán)形金屬塊C，在距地面為處由一寬度略大于A的狹縫，鉤碼A能通過狹縫，環(huán)形金屬塊C不能通過，開始時(shí)A距離狹縫的高度為，放手后，A、B、C從靜止開始運(yùn)動(dòng)

（1）利用計(jì)時(shí)儀器測得鉤碼A通過狹縫后落地用時(shí)，則鉤碼A通過狹縫的速度為_______（用題中字母表示）；

（2）若通過此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，還需要測出環(huán)形金屬框C的質(zhì)量m，當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?/span>g，若系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則需滿足的等式為___________（用題中字母表示）；

（3）為減小測量時(shí)間的誤差，有同學(xué)提出如下方案：實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)節(jié)，測出鉤碼A從釋放到落地的總時(shí)間t，來計(jì)算鉤碼A通過狹縫的速度，你認(rèn)為可行嗎？若可行，寫出鉤碼A通過狹縫時(shí)的速度表達(dá)式；若不可行，請簡要說明理由________、___________。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）可行；速度

【解析】

試題（1）由于鉤碼通過狹縫后，C不再對A施加力了，而AB的質(zhì)量又相等，故鉤碼A做做勻速運(yùn)動(dòng)，所以鉤碼A通過狹縫的速度為；（2）若驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)，因?yàn)?/span>A降低的重力勢能等于B增加的重力勢能，故重力勢能的減少量為C下降h2的重力勢能的減少量，即mgh2，而系統(tǒng)動(dòng)能的增加量為，故滿足的等式為時(shí)，就證明機(jī)械能守恒了；（3）當(dāng)h1=h2=h時(shí)，A的運(yùn)動(dòng)是先勻加速運(yùn)動(dòng)，后勻速運(yùn)動(dòng)，如果設(shè)加速的時(shí)間為t1，勻速的時(shí)間為t2，勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，則加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的平均速度為，故t1v=2h成立；在勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，t2v=h成立；二式相加得（t1+t2）v=3h，即，故這種做法是可行的。