Question

某同学利用图示装置，验证以下两个规律：

①两物块通过不可伸长的细绳相连接，沿绳分速度相等；

②系统机械能守恒。

P、Q、R是三个完全相同的物块，P、Q用细绳连接，放在水平气垫桌上。物块R与轻质滑轮连接，放在正中间，a、b、c是三个光电门，调整三个光电门的位置，能实现同时遮光，整个装置无初速度释放。

（1）为了能完成实验目的，除了记录P、Q、R三个遮光片的遮光时间t₁、t₂、t₃外，还必需测量的物理量有__________；

A．P、Q、R的质量M

B．两个定滑轮的距离d

C．R的遮光片到c的距离H

D．遮光片的宽度x

（2）根据装置可以分析出P、Q的速度大小相等，验证表达式为_______________；

（3）若要验证物块R与物块P的沿绳分速度相等，则验证表达式为_______________；

（4）若已知当地重力加速度g，则验证系统机械能守恒的表达式为_______________。

Answer

（1）BCD ；（2） ；（3） （4）

【解析】

试题分析：（1）为了能完成实验目的，除了记录P、Q、R三个遮光片的遮光时间t1、t2、t3外，还必需测量的物理量有：两个定滑轮的距离d；R的遮光片到c的距离H；遮光片的宽度x；故选BCD. （2）根据装置可以分析出P、Q的速度大小相等，根据可知，验证表达式为；（3）P经过遮光片时的速度；R经过遮光片时的速度,若要验证物块R与物块P的沿绳分速度相等，则需验证，整理可得；（4）验证系统机械能守恒的表达式为，其中，，；联立解得；

考点：验证机械能守恒定律；验证合速度与分速度的关系

【名师点睛】此题是用同一装置来验证机械能守恒定律以及验证合速度与分速度的关系，属于创新实验题；主要是首先弄懂装置的原理及要验证的规律的原理，然后结合相应的物理规律列出方程解答；此题情景的建立都比较合适，是一道考查学生实验能力的好题.