Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，鉤碼A和B分別系在一條跨過定滑輪的輕軟繩兩端，鉤碼質(zhì)量均為M，在鉤碼A的上面套一個(gè)比它大一點(diǎn)的環(huán)形金屬塊C．環(huán)形金屬塊C的質(zhì)量為m，左側(cè)放置一鐵架臺，鐵架臺上下端分別安裝傳感器P、Q，兩傳感器中點(diǎn)S處安裝一寬度略大于鉤碼A的鐵環(huán)，鉤碼A能通過鐵環(huán)，環(huán)形金屬塊C不能通過。釋放前，鉤碼A下端與傳感器P等高，釋放后，鉤碼A能馬上觸發(fā)傳感器P的計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，鉤碼A到達(dá)Q后結(jié)束計(jì)時(shí)。記錄下鉤碼A從P運(yùn)動(dòng)到Q的時(shí)間t和P、Q的間距h，已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?/span>g。

(1)鉤碼A通過鐵環(huán)的速度大小為_________（用h、t表示）。

(2)由A、B、C組成的系統(tǒng)，當(dāng)A從P運(yùn)動(dòng)到S的過程中，系統(tǒng)重力勢能的減小量△Ep=__________ ,系統(tǒng)動(dòng)能的增加量△Ek=____________（用題中所給的字母表示）。

(3)根據(jù)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得出△Ep大于△Ek，且誤差較大。請分析誤差的原因：______________（至少說出一項(xiàng)）。

Answer 1

【答案】 ①滑輪有質(zhì)量；②滑輪和繩子之間有摩擦；③滑輪和輪軸間有摩擦

【解析】(1)從P到S過程一起做勻加速運(yùn)動(dòng)，從S到Q做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)鉤碼A通過鐵環(huán)的速度大小為v，時(shí)間為t1，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可有： ，，，聯(lián)立解得鉤碼A通過鐵環(huán)的速度大小為；

(2).從P運(yùn)動(dòng)到S的過程中，系統(tǒng)重力勢能的減小量，系統(tǒng)動(dòng)能的增加量；

(3)根據(jù)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得出△Ep大于△Ek，誤差的原因：①滑輪有質(zhì)量；②滑輪和繩子之間有摩擦；③滑輪和輪軸間有摩擦。