19.如圖甲所示,將質量分別為M、m的兩個物塊(M>m)通過輕質細線連接,跨過定滑輪(不計輪軸間摩擦),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機械能的變化量ΔE;
(3)某同學以此為基礎,在配合使用光電門設計了如圖乙所示的實驗裝置來測量重力加速,操作過程如下:
①輕質細繩跨過固定在鐵架臺上的滑輪(不計輪軸間摩擦),兩端分別懸掛質量為M
1和M
2的兩個重錘(M
1>M
2),M
1上粘一遮光條,在下方適當位置安裝兩個光電門A、B;
②調節(jié)A、B兩個光電門位置,量出兩個光電門間的距離h;
③將M
2壓在地面上,然后由靜止釋放,由光電門計時器記錄下M
1下落過程中從A到B的運動時間;
④保持光電門B的位置不動。改變A光電門的位置,重復步驟②③,多次實驗后,將數(shù)據(jù)記錄在表格中;
⑤另一名同學應用數(shù)據(jù)做出如圖丙所示關系圖像,圖中橫坐標表示物理量為時間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,請通過推導說明圖中縱坐標如何選取,并寫出當?shù)刂亓铀俣萭的表達式(用M
1、M
2、k來表示)。