當(dāng)前位置：試題詳情

如圖甲所示的裝置叫做阿特伍德機(jī)，是英國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特伍德（G，Atwood1746-1807）創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，用來研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．某同學(xué)對(duì)該裝置加以改進(jìn)后用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，如圖乙所示．
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)進(jìn)行了如下步驟：
①將質(zhì)量均為M（A的含擋光片、B的含掛鉤）的重物用繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，測量出
擋光片中心
擋光片中心
（填“A的上表面”、“A的下表面”或“擋光片中心”）到光電門中心的豎直距離h.
②在B的下端掛上質(zhì)量為m的物塊C，讓系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）中的物體由靜止開始運(yùn)動(dòng)，光電門記錄擋光片擋光的時(shí)間為Δt.
③測出擋光片的寬度d,計(jì)算有關(guān)物理量，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．
（2）如果系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）的機(jī)械能守恒，應(yīng)滿足的關(guān)系式為
mgh=
1
2
（2M+m）（
d
Δ
t
）²
mgh=
1
2
（2M+m）（
d
Δ
t
）²
（已知重力加速度為g）
（3）引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的原因有
重物運(yùn)動(dòng)受到阻力作用
重物運(yùn)動(dòng)受到阻力作用
（寫一條即可）．
（4）驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，該同學(xué)突發(fā)奇想：如果系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）的機(jī)械能守恒，不斷增大物塊C的質(zhì)量m,重物B的加速度a也將不斷增大，那么a與m之間有怎樣的定量關(guān)系？a隨m增大會(huì)趨于一個(gè)什么值？請你幫該同學(xué)解決：
①寫出a與m之間的關(guān)系式：
a=
mg
2
M
+
m
a=
mg
2
M
+
m
（還要用到M和g）；
②a的值會(huì)趨于
重力加速度g
重力加速度g
．

【考點(diǎn)】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

【答案】擋光片中心；mgh=

（2M+m）（

）²；重物運(yùn)動(dòng)受到阻力作用；a=

；重力加速度g

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/11/1 8:0:2組卷：2引用：1難度：0.7

相似題

1．如圖甲所示的裝置叫做阿特伍德機(jī)，是英國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特伍德（GAtwood1746-1807）創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，用來研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。某同學(xué)對(duì)該裝置加以改進(jìn)后用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律和動(dòng)量守恒定律，如圖乙所示（已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間）
（1）該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量擋光片的寬度d,然后將質(zhì)量均為m（A的含擋光片和掛鉤、B的含掛鉤）的重物用繩連接后，跨放在定滑輪上，A置于桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，測量出擋光片中心到固定光電門中心的豎直距離h。
（2）驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)在B的下端掛上質(zhì)量也為m的物塊C（含掛鉤），讓系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）中的物體由靜止開始運(yùn)動(dòng)，光電門記錄擋光片擋光的時(shí)間為Δt.如果系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）的機(jī)械能守恒，應(yīng)滿足的關(guān)系式為
。
（3）為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，該同學(xué)讓A在桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，將B從靜止位置豎直向上抬升s后由靜止自由下落，直到光電門記錄下?lián)豕馄瑩豕獾臅r(shí)間（未接觸桌面），則驗(yàn)證繩繃緊過程中系統(tǒng)沿繩方向動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為
；如果該同學(xué)忘記將B下方的物塊C取下，完成測量后，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為
。
發(fā)布：2024/11/1 8:0:2組卷：13引用：1難度：0.3
解析
2．阿特伍德機(jī)是英國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，常用來研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律?，F(xiàn)對(duì)該裝置加以改進(jìn)，利用改進(jìn)后的裝置（如圖所示）驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。輕繩兩端系著質(zhì)量均為M的重物A（含擋光片）、B（含掛鉤），物塊B上放一質(zhì)量為m的金屬片C，鐵架臺(tái)上固定一金屬圓環(huán)，圓環(huán)處在物塊B的正下方，金屬片C不能穿過圓環(huán)而B可以穿過，金屬片C到圓環(huán)的高度為h,固定在A上的擋光片到光電門的豎直距離也為h,擋光片的寬度d。
（1）為了完成實(shí)驗(yàn)還需要記錄或測量的物理量是
。
A．物塊B運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)處的時(shí)間t
B．擋光片到圓環(huán)的豎直距離l
C．剛剛釋放時(shí)物塊AB之間的距離Δh
D．擋光片穿過光電門的時(shí)間Δt
（2）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，改變物塊B的初始位置，使物塊B從不同的高度由靜止下落穿過圓環(huán)，記錄每次金屬片C與圓環(huán)間的高度h以及擋光片穿過光電門的時(shí)間Δt,通過描點(diǎn)作圖，為了得到一條過原點(diǎn)的直線，則應(yīng)該繪制的圖像是
（選填“h-Δt”、“
h
-
1
Δ
t
”、“
h
-
1
（
Δ
t
）
2
”），則該直線的斜率k=
（用字母m、g、M、d表示）。
發(fā)布：2024/11/1 8:0:2組卷：107引用：1難度：0.4
解析
3．如圖（a）所示的裝置叫阿特伍德機(jī)，是英國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，用來研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。某同學(xué)對(duì)該裝置加以改進(jìn)后用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，如圖（b）所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)進(jìn)行了如下步驟：
a.將質(zhì)量均為M（A的含擋光片）的重物用輕質(zhì)細(xì)繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，測量出A上擋光片中心到光電門中心的豎直距離h。
b.在B的下端掛上質(zhì)量為m的物塊C，讓系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）中的物體由靜止開始運(yùn)動(dòng)，光電門記錄擋光片擋光的時(shí)間為Δt。
c.測出擋光片的寬度d,計(jì)算重物運(yùn)動(dòng)的速度v。
d.利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
（1）步驟c中，計(jì)算重物的速度v=
（用實(shí)驗(yàn)中字母表示），利用這種方法測量的速度總是比擋光片中心通過光電門中心的實(shí)際速度
（選填“大”或“小”），為使v的測量值更加接近真實(shí)值，減小系統(tǒng)誤差，可采用的合理的方法是
。
A．減小擋光片寬度d
B．減小擋光片中心到光電門中心的豎直距離h
C．將光電門記錄擋光時(shí)間Δt的精度設(shè)置得更高些
D．將實(shí)驗(yàn)裝置更換為紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
（2）步驟d中，如果系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）的機(jī)械能守恒，應(yīng)滿足的關(guān)系為
（已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,用實(shí)驗(yàn)中字母表示）。
（3）某次實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)重力勢能減少量小于系統(tǒng)動(dòng)能增加量，造成這個(gè)結(jié)果的原因可能是
。
A．繩子、滑輪并非輕質(zhì)而有一定質(zhì)量
B．滑輪與繩子之間產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦
C．計(jì)算重力勢能時(shí)g的取值比實(shí)際值偏大
D．掛物塊C時(shí)不慎使B具有向上的初速度
發(fā)布：2024/11/1 8:0:2組卷：59引用：3難度：0.5
解析

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