Question

【題目】為了驗(yàn)證動(dòng)能定理,某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室組裝了如圖所示的裝置， 備有下列器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(shí)滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。要完成該實(shí)驗(yàn)，請冋答下列問題：

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)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(shí)驗(yàn)時(shí)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(shí)驗(yàn)條件是__________.

（2）在滿足（1）)問的條件下，讓小桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，如圖所示為打點(diǎn) 計(jì)時(shí)器所打的紙帶的一部分，圖中A、B、C、D、E是按時(shí)間先后順序確 定的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)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(diǎn)間運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力 對(duì)滑塊做的功W為 _____ ,滑塊動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(duì)小車根據(jù)牛頓第二定律有：F=Ma，對(duì)砂桶和砂有：mg-F=ma，由此解得：

由此可知當(dāng)M＞＞m時(shí)，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(yùn)動(dòng)過程中外力做功為：W=mg（x2+x3）。

[2]根據(jù)推論可知B點(diǎn)的瞬時(shí)速度為：，C點(diǎn)的瞬時(shí)速度為：。動(dòng)能的增加量為：