如圖甲所示,將質(zhì)量分別為M、m的兩個(gè)物塊(M>m)通過輕質(zhì)細(xì)線連接,跨過定滑輪(不計(jì)輪軸間摩擦),由靜止釋放,在加速過程中,重力加速度為g,求:
(1)物塊m加速度a的大??;
(2)物塊M下落h高度過程中,物塊M機(jī)械能的變化量ΔE;
(3)某同學(xué)以此為基礎(chǔ),在配合使用光電門設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置來測(cè)量重力加速,操作過程如下:
①輕質(zhì)細(xì)繩跨過固定在鐵架臺(tái)上的滑輪(不計(jì)輪軸間摩擦),兩端分別懸掛質(zhì)量為M
1和M
2的兩個(gè)重錘(M
1>M
2),M
1上粘一遮光條,在下方適當(dāng)位置安裝兩個(gè)光電門A、B;
②調(diào)節(jié)A、B兩個(gè)光電門位置,量出兩個(gè)光電門間的距離h;
③將M
2壓在地面上,然后由靜止釋放,由光電門計(jì)時(shí)器記錄下M
1下落過程中從A到B的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;
④保持光電門B的位置不動(dòng)。改變A光電門的位置,重復(fù)步驟②③,多次實(shí)驗(yàn)后,將數(shù)據(jù)記錄在表格中;
⑤另一名同學(xué)應(yīng)用數(shù)據(jù)做出如圖丙所示關(guān)系圖像,圖中橫坐標(biāo)表示物理量為時(shí)間t,通過圖像斜率k來求得加速度a,也可以通過k直接求得重力加速度g,請(qǐng)通過推導(dǎo)說明圖中縱坐標(biāo)如何選取,并寫出當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的表達(dá)式(用M
1、M
2、k來表示)。