Question

【題目】如圖所示實驗裝置可以用來驗證機械能守恒定律，左側重物A帶有擋光片，其總質量為m，右側重物B質量為M，兩重物由跨過輕質光滑定滑輪的細繩相連；與光電門相連的數字毫秒計可以測量擋光片經過光電門時的擋光時間，擋光片的寬度用b表示。擋光片到光電門之間的距離用h表示。擋光片通過光電門的平均速度近似看作擋光片通過光電門的瞬時速度，實驗時重物從靜止開始運動。重物B的質量M大于A的質量m。

(1)在實驗過程中，與光電門相連的數字毫秒計記錄的擋光片的擋光時間為t(單位：s)，則擋光片通過光電門時瞬時速度可表示為v＝________。

(2)重物從靜止開始運動，當擋光片經過光電門位置時，A和B組成的系統動能增加量可表示為ΔEk＝________，系統的重力勢能減少量可表示為ΔEp＝________，在誤差允許的范圍內，若ΔEk＝ΔEp，則可認為系統的機械能守恒。

(3)為了減小偶然誤差，多次改變擋光片到光電門之間的距離h，作出v2h圖像(如圖所示)，并測得該圖像的斜率為k，則重力加速度的表達式為________。

Answer 1

【答案】 (M－m)gh

【解析】（1）擋光片通過光電門的速度為。

（2）A和B組成的系統動能增加量為；系統的重力勢能減少量可表示為。

（3）根據系統機械能守恒有，則，則圖線的斜率，則有。