Question

某同学设计图甲所示实验验证物块A、B组成的系统机械能守恒．物块B装有一宽度很小的挡光片，测得挡光片宽度为d，A和B（含挡光片）的质量分别为m₁和m₂．系统由静止释放，当挡光片通过光电门（固定光电门的装置未画出）时，可通过计算机系统记录挡光时间△t．改变挡光片到光电门的距离h，重复实验，采集多组数据（A未碰到滑轮）．

（1）若某次记录的挡光时间为△t₁则挡光片到达光电门处时B的速度大小为______．
（2）该同学设想：若根据采集到的数据能得到图乙所示的直线，就能说明物块A、B组成的系统机械能守恒，按照这个设想，图线的纵坐标可以是______（选填“△t”、“△t²”、“”或“”），若得到该图线的斜率为k，则可计算重力加速度的大小为______（用k、d、m₁和m₂表示）
（3）在实际运动过程中系统动能的增加量△E_K小于系统势能的减少量△E_p，指出产生这个系统误差除空气阻力外的两个原因：______；______．

Answer

（1）B经过光电门时的瞬时速度可近似认为是B经过光电门的平均速度．
（2）根据数学知识可知，得出图象若为直线，则可很容易的判断两个物理量之间的关系；根据图象的物理意义求出图象的斜率大小，再得出物体的重力加速度大小．
（3）绳和滑轮有摩擦，绳有一定的质量都会使得实际运动过程中系统动能的增加量△EK小于系统势能的减少量△Ep．
【解析】
（1）B经过光电门时的瞬时速度可近似认为是B经过光电门的平均速度
挡光片到达光电门处时B的速度大小为v=，
（2）m1、m2组成的系统为研究对象，
动能的增加量△Ek=（m1+m2）v2=（m1+m2）
重力势能的减小量△Ep=（m2-m1）gh
因此只要比较二者是否相等，即可验证系统机械能是否守恒．
即（m1+m2）=（m2-m1）gh
所以按照这个设想，图线的纵坐标可以是，即=h
k=
所以重力加速度的大小g为．
（3）在实际运动过程中系统动能的增加量△EK小于系统势能的减少量△Ep，指出产生这个系统误差除空气阻力外的两个原因：绳和滑轮有摩擦，绳有一定的质量．
故答案为：（1）
（2），
（3）绳和滑轮有摩擦，绳有一定的质量