[题目]如图甲所示的装置是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置.用来研究匀变速直线运动的规律.某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律.如图乙所示.实验时.该同学进行了如下操作:第一步:将质量均为的含挡光片.B的含挂钩的重物A.B用绳连接后.跨放在定滑轮上.处于静止状态测量出填“A的上表面 .“A的下表面或“� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图甲所示的装置是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律，某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示，实验时，该同学进行了如下操作：

第一步：将质量均为的含挡光片、B的含挂钩的重物A、B用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态测量出______填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”到光电门中心的竖直距离h．

第二步：在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统重物A、B以及物块中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为．

第三步：测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证机械能守恒定律．

如果系统重物A、B以及物块的机械能守恒已知重力加速度为，各物理量应满足的关系式为______　用题中所给字母表示．

该实验系统误差，产生误差的原因有______写出一条即可．

验证实验结束后，该同学突发奇想：如果系统重物A、B以及物块的机械能守恒，不断增大物块C的质量m，重物B的加速度a也将不断增大，那么a与m之间有怎样的定量关系？已知重力加速度为g，请你帮该同学写出a与m之间的关系式：______．

【答案】挡光片中心绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等

【解析】

（1）需要测量系统重力势能的变化量，则应该测量出挡光片中心到光电门中心的距离。

（2）系统的末速度为：，则系统重力势能的减小量，系统动能的增加量为：，若系统机械能守恒，则有：。

（3）系统机械能守恒的条件是只有重力做功，引起实验误差的原因可能有：绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等。

（4）根据牛顿第二定律得，系统所受的合力为，则系统加速度为：。

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