题目内容

【题目】用如图装置可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B上放置一金属片C.铁架台上固定一金属圆环,圆环处在物块B正下方.系统静止时,金属片C与圆环间的高度差为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.两光电门固定在铁架台P1、P2处,通过数字计时器可测出物块B通过P1、P2这段时间.

(1)若测得P1、P2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,金属片C的质量用m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.(已知重力加速为g)正确选项为__.

A.mgh=Mv2 B.mgh=Mv2

C.mgh=(2M+m)v2 D.mgh=(M+m)v2

(3)改变物块B的初始位置,使物块B由不同的高度落下穿过圆环,记录各次高度差h以及物块B通过P1、P2这段距离的时间为t,以h为纵轴,以__(填“t2”或“”)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k=__(用m、M、d、g表示).

【答案】 C

【解析】(1)根据某段时间内平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可得物块的速度为: 。

(2)由题意可知在该过程中,系统ABC减小的重力势能转化为系统的增加的动能,即,化简得: ,故C正确,ABD,错误。

(3)将和,联立可得: ,由此可知以为横轴。作出的图线是一条过原点的直线,直线的斜率: 。

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