题目内容

10．如图所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1＞m2，现要利用此装置验证机械能守恒定律．
（1）若选定物块A从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有①②或①③．
①物块的质量m1和m2　　
②物块A下落的距离及下落这段距离所需的时间
③物块B上升的距离及上升这段距离所需的时间
④绳子的长度
（2）为了提高实验结果的精确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：
①绳的质量要轻　　　　　　
②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好
③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要晃动　　　　　　
④两个物块的质量之差要尽可能小
以上建议中确实对提高准确程度有作用的是①③
（3）在数据的处理过程中，A、B物块的势能减小总是大于A、B物块的动能增加，导致这一原因除有空气阻力和摩擦阻力外，还有可能的原因是没有设计滑轮动能的增加．
（4）写出一条上面没有提到的提高实验结果准确程度有益的建议：对同一高度进行多次测量取平均值；选取受力后相对伸长尽量小的绳．

分析 （1）这个实验的原理是要验证m1、m2的增加的动能和m1、m2减少重力势能是不是相等，所以我们要测量的物理量有：物块的质量m1、m2； 物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间或物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间．
（2）如果绳子较重，系统的重力势能就会有一部分转化为绳子的动能，造成实验误差；绳子不宜太长，长了形变对实验的影响越大；m1、m2相差越大，整体所受阻力相对于合力对运动的影响越小．物体末速度v是根据匀变速直线运动求出的，故要保证物体在竖直方向运动．这些都是减小系统误差，提高实验准确程度的做法．
（3、4）根据实验的原理以及注意事项确定误差形成的原因，确定减小误差的建议．

解答 解：（1）通过连接在一起的A、B两物体验证机械能守恒定律，即验证系统的势能变化与动能变化是否相等，A、B连接在一起，A下降的距离一定等于B上升的距离；A、B的速度大小总是相等的，故不需要测量绳子的长度，需要测量两物块的质量，物块A下落的距离以及下落这段距离所用的时间，会物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间，故选①②或①③均可以．
（2）如果绳子较重，系统的重力势能就会有一部分转化为绳子的动能，造成实验误差；绳子不宜太长，长了形变对实验的影响越大；m1、m2相差越大，整体所受阻力相对于合力对运动的影响越小．物体末速度v是根据匀变速直线运动求出的，故要保证物体在竖直方向运动．这些都是减小系统误差，提高实验准确程度的做法．故选：①③
（3）在数据的处理过程中，A、B物块的势能减小总是大于A、B物块的动能增加，导致这一原因除有空气阻力和摩擦阻力外，还有可能的原因是没有设计滑轮动能的增加．
（4）减小误差的建议：对同一高度进行多次测量取平均值；选取受力后相对伸长尽量小的绳．
故答案为：（1）①②或①③，（2）①③，（3）没有设计滑轮动能的增加，（4）对同一高度进行多次测量取平均值；选取受力后相对伸长尽量小的绳．

点评 此题为一验证性实验题．要求根据物理规律选择需要测定的物理量，运用实验方法判断如何减小实验误差．掌握各种试验方法是解题的关键

练习册系列答案
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