Question

【題目】某實驗小組利用如圖所示的裝置進行實驗，鉤碼A和B(均可視為質點）分別系在一條跨過輕質定滑輪的軟繩兩端，在A的上面套一個比它大一點的環形金屬塊C(也可視為質點)，在距地面為h處有一寬度略大于B的狹縫，鉤碼B能通過狹縫，在狹縫上放有一個外徑略大于縫寬的環形金屬塊D(也可視為質點），B與D碰撞后粘在一起，摩擦忽略不計。開始時B距離狹縫的高度為h1，放手后，A、B、C從靜止開始運動，A、B、C、D的質量相等。（B、D碰撞過程時間很短，忽略不計）

（1）利用計時儀器測得鉤碼B通過狹縫后上升h2用時t1，則鉤碼B碰撞后瞬間的速度為_________（用題中字母表示）；

（2）若通過此裝置驗證機械能守恒定律，當地重力加速度為g，若碰前系統的機械能守恒，則需滿足的等式為_________（用題中字母表示）。

Answer 1

【答案】 ； ；

【解析】（1）由于四個質量相等，所以鉤碼B通過狹縫后做勻速運動，所以鉤碼B碰撞后瞬間的速度為；

（2）碰撞過程，依據動量守恒，碰撞前，若機械能守恒，則有，得，就證明機械能守恒了。