Question

【題目】為了驗證動能定理,某學(xué)習(xí)小組在實驗室組裝了如圖所示的裝置， 備有下列器材：打點計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、天平、刻度 尺、細(xì)沙.他們稱量滑塊的質(zhì)量為、沙和小桶的總質(zhì)量為m 當(dāng)滑塊連接上紙帶，讓細(xì)線跨過滑輪并懸掛空的小桶時滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。要完成該實驗，請冋答下列問題：

（1）實驗時為保證細(xì)線拉力等于滑塊所受的合外力，需要做的步驟是_____。實驗時為保證滑塊受到的力與沙、小桶的總重力大小基本相等，沙和小桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件是__________.

（2）在滿足（1）)問的條件下，讓小桶帶動滑塊加速運動，如圖所示為打點 計時器所打的紙帶的一部分，圖中A、B、C、D、E是按時間先后順序確 定的計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T,相鄰計數(shù)點間的距離標(biāo) 注在圖上，當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?/span>g,則滑塊在B、D兩點間運動時，合力 對滑塊做的功W為 _____ ,滑塊動能的變化為__________（用題中所給的表示數(shù)據(jù)的字母表示）.

Answer 1

【答案】平衡摩擦力 沙和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量

【解析】

(1)[1]在該實驗中，為了保證細(xì)線拉力等于滑塊所受的合外力，首先要將木板一端抬高，以平衡摩擦力。

[2]設(shè)繩子上拉力為F，對小車根據(jù)牛頓第二定律有：F=Ma，對砂桶和砂有：mg-F=ma，由此解得：

由此可知當(dāng)M＞＞m時，砂和砂桶的重力等于繩子的拉力，所以若使繩子拉力近似等于沙和沙桶的重力，應(yīng)滿足的條件是沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，即m＜＜M。

(2) [1]滑塊在運動過程中外力做功為：W=mg（x2+x3）。

[2]根據(jù)推論可知B點的瞬時速度為：，C點的瞬時速度為：。動能的增加量為：