Question

【題目】某同學(xué)利用如圖所示的裝置來驗(yàn)證由小車與鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

(1)現(xiàn)提供如下器材：

A．小車　B．鉤碼　C．一端帶滑輪的長木板　D．細(xì)繩　E．電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器　F．紙帶　G．毫米刻度尺　H．游標(biāo)卡尺　I．低壓交流電源　J．220 V交流電源

實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是________(填寫器材前的字母)，還需要的器材是________。

(2)為盡可能消除摩擦力對本實(shí)驗(yàn)的影響，使驗(yàn)證結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，則小車質(zhì)量M和鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系應(yīng)該滿足________。

(3)小明和小軍同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明認(rèn)為只要采用平衡摩擦力的方法將摩擦力平衡掉就可以了，無須滿足(2)問中小車質(zhì)量M和鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系，而小軍卻否認(rèn)小明的看法，你認(rèn)為小明的看法是否正確并說明理由。___________________________________________

(4)兩位同學(xué)統(tǒng)一觀點(diǎn)后完成實(shí)驗(yàn)，得到一條紙帶，去掉前面比較密集的點(diǎn)，選擇點(diǎn)跡清晰且便于測量的連續(xù)7個(gè)點(diǎn)(標(biāo)號為0～6)，測出相關(guān)距離如圖所示，要驗(yàn)證在第2點(diǎn)與第5點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)的機(jī)械能相等，則應(yīng)滿足關(guān)系式________________________________(設(shè)小車質(zhì)量M，鉤碼質(zhì)量m，打點(diǎn)周期為T)。

Answer 1

【答案】(1) H、I， 天平； (2) M m； (3)小明的看法不正確，因?yàn)槠胶饽Σ亮�后，摩擦力還做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒。 (4)mg(d5－d2)＝(M＋m) －(M＋m)·

【解析】

(1)實(shí)驗(yàn)不需要游標(biāo)卡尺，距離由刻度尺測量；電火花計(jì)時(shí)器直接使用220V，不需要低壓交流電源，不需要的器材是H，I；還需要天平測量小車的質(zhì)量；

(2)為盡可能消除摩擦力對本實(shí)驗(yàn)的影響，使驗(yàn)證結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，則小車質(zhì)量M和鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系應(yīng)該滿足M<<m，這樣能使摩擦力做的功相對少些，以減小機(jī)械能的損失；

(3)小明的看法不正確，因?yàn)槠胶饽Σ亮�后，摩擦力還做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒；

(4)利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論：

v2=，

v5=

第2點(diǎn)與第5點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)能增加-，第2點(diǎn)與第5點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)的重力勢能減小量：mg(d5d2)

應(yīng)滿足關(guān)系式mg(d5d2)= -