某实验小组利用如图所示的装置进行实验,钩码A和B(均可视为质点)分别系在一条跨过轻质定滑轮的软绳两端,在A的上面套一个比它大一点的环形金属块C(可视为质点),在距地面为h处有一宽度略大于B的狭缝,钩码B能通过狭缝,在狭缝上放有一个外径略大于缝宽的环形金属块D(可视为质点),B与D碰撞后粘在一起,忽略一切摩擦。开始时B距离狭缝的高度为h1,放手后,A、B、C从静止开始运动,A、B、C、D的质量均相等。B、D碰撞过程时间很短,忽略不计。
(1)利用计时仪器测得钩码B通过狭缝后上升h2用时t1,则钩码B碰撞后瞬间的速度为________(用题中字母表示);
(2)通过此装置验证机械能守恒定律,当地重力加速度为g,若碰撞前系统的机械能守恒,则需满足的等式为____________________(用题中字母表示)。
(1) (2)
【解析】:(1)由题可知钩码B通过狭缝后做匀速运动,故钩码B碰撞后瞬间的速度为:;
(2)根据动量守恒定律得:3mv1=4mv2,机械能守恒,则有:mgh1=×3mv12,得:,就证明机械能守恒了。