Question

6．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖的實(shí)驗(yàn)裝置來探究加速度與質(zhì)量、合外力的關(guān)系，將右端帶有輕小且光滑的定滑輪的長木板左端抬起固定在水平桌面上，并在長木板上合適的位置固定兩光電門A和B．現(xiàn)將一帶有遮光條的物塊放在長木板上，并用輕質(zhì)細(xì)繩跨過定滑輪連接一質(zhì)量為m的鉤碼Q，然后將物塊由靜止釋放，已知兩光電門之間的距離為L，物塊和遮光條的總質(zhì)量為M，遮光條寬度為d（d遠(yuǎn)小于L），物塊經(jīng)過兩光電門時(shí)的擋光時(shí)間分別為△t_A、△t_B．
回答下列問題：
（1）該小組的同學(xué)平衡摩擦力后，實(shí)驗(yàn)還需滿足M遠(yuǎn)大于m，物塊受到的合外力才近似等于鉤碼的重力，物塊在長木板上下滑時(shí)加速度a=$\frac{iksrjwe^{2}}{2L（△{t}_{B}）^{2}}$-$\frac{ml83omt^{2}}{2L（△{t}_{A}）^{2}}$（用d、L、△t_A、△t_B表示）．
（2）實(shí)驗(yàn)前，該小組的同學(xué)已經(jīng)平衡了摩擦力，則不可以（填“可以”或“不可以”）用該裝置驗(yàn)證物塊與鉤碼Q組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，其原因?yàn)橛心Σ亮ψ龉Γ?

Answer 1

分析 （1）物塊的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量時(shí)可以近似認(rèn)為物塊受到的拉力等于鉤碼的重力；應(yīng)用速度公式求出受到，然后應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動的速度位移公式求出加速度．
（2）只有重力或只有彈力做功時(shí)系統(tǒng)機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒的條件分析答題．

解答 解：（1）當(dāng)物塊和遮光條的總質(zhì)量M遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量m時(shí)可以近似認(rèn)為物塊受到的拉力等于鉤碼的重力，實(shí)驗(yàn)應(yīng)滿足M遠(yuǎn)大于m的條件；
物塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度：v₁=$\fracrjhk871{△{t}_{A}}$，v₂=$\fracimzsqc2{△{t}_{B}}$，由勻變速直線運(yùn)動的速度位移公式得：v₂²-v₁²=2aL，加速度：a=$\frac{robkm1z^{2}}{2L（△{t}_{B}）^{2}}$-$\frac{nd75raz^{2}}{2L（△{t}_{A}）^{2}}$；
（2）平衡摩擦力后摩擦力并沒有消失，物塊運(yùn)動過程中摩擦力要對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，因此不可以用該裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)．
故答案為：（1）M遠(yuǎn)大于m；$\frac{67a37py^{2}}{2L（△{t}_{B}）^{2}}$-$\frac{kngtxeh^{2}}{2L（△{t}_{A}）^{2}}$；（2）不可以；有摩擦力做功．

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，本題是一道基礎(chǔ)題，掌握基礎(chǔ)知識即可解題，知道實(shí)驗(yàn)原理是解題的前提與關(guān)鍵；平時(shí)要注意基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)．