Question

【題目】某實驗小組，利用如圖所示的裝置驗證機械能守恒定律。圖中A、B是兩個質量分別為m1、m2，且m1>m2的圓柱形小物體，分別系在一條跨過定滑輪的柔軟細繩兩端；C、D是置于A物體一側，相距為h的兩個沿A物體下落方向擺放的計時光電門，利用這兩個光電門，可以分別測量物體A經過C、D位置時的時間間隔Δt1和Δt2。

(1)要利用此裝置驗證機械能守恒定律，除題中已知量m1、m2、h、Δt1和Δt2外，還需要測量的物理量是_______；

(2)已知當地的重力加速度為g，若系統的機械能守恒，則需滿足的等式為______________；

(3)為了減小實驗誤差，提高測量精度，其中一項有效的措施是：保持C、D兩光電門的豎直高度差h不變，將C、D一起上下移動。你認為__（填“向上”或“向下”）移動才能減小實驗誤差，提高測量精度。

Answer 1

【答案】圓柱體A的高度L；；向下

【解析】

（1、2）根據極短時間內的平均速度等于瞬時速度知，A通過C和D的瞬時速度分別為：v1＝，v2＝，則系統動能的增加量為(m1+m2)[( )2()2]，系統重力勢能的減小量為（m1-m2）gh，若機械能守恒，應滿足的等式為：

（m1-m2）gh=(m1+m2)[( )2()2]，故還需要測量的物理量是圓柱體A的高度L．
（3）保持C、D兩光電門的豎直高度差h不變，將C、D一起向下移動，可以減小誤差，因為越向下，通過光電門的時間越短，平均速度表示瞬時速度越準確．