1. 用如图装置验证机械能守恒定律。轻绳两端系着质量相等的物块A、B,物块上放置一金属片C。铁架台上固定一金属圆环,圆环处于物块B正下方。系统静止时,金属片C与圆环间高度差为h。由此释放,系统开始运动,当物块B穿过圆环时金属片C被搁置在圆环上。两电光门固定在铁架台
处,通过数字计时器可测出物块B通过
这段距离的时间。
(1)若测得
之间的距离为d,物块B通过这段距离的时间为t,则物块B刚好穿过圆环后的速度v=________.
(2)若物块A、B的质量均为M表示,金属C的质量用m表示表示,该实验中验证了下面哪个等式成立,即可验证机械能守恒定律,正确选项为_______.
(3)本实验中的测量仪器除了刻度尺、光电门、数字计时器外,还需要___________.
(4)改变物块B的初始位置,使物块B由不同高度落下管过圆环,记录各次高度差h以及物块B通过
,这段距离的时间为t,以h为纵轴,以_________(
)为横轴,通过描述点作出的图线是一条过原点的直线。该直线的斜率k=__________(用m、M、d表示)。
【解析】(1)物块B刚穿过圆环后的速度
(2)物块A、B和金属片C组成的系统,减少的重力势能为mgh,增加的动能为
。要验证机械能守恒定律,等式
成立。
(3)本实验中的测量仪器除了刻度尺、光电门、数字计时器外,还需要天平测量物块A、B和金属片C的质量。
(4)由
和
可得
,以h为纵轴,以
为横轴,通过描点作出的图线是一条过原点的直线。该直线的斜率
。
,