Question

13．某學(xué)習(xí)小組在“探究功與物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖裝置，另外還有交流電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、細(xì)沙都沒(méi)畫出來(lái)．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過(guò)滑輪掛上空的沙桶時(shí)，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．如果要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：
（1）還需要的實(shí)驗(yàn)器材是CD
A．彈簧秤           B．秒表          C．刻度尺          D．天平
（2）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，首先要做的重要步驟是平衡摩擦力． 為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足遠(yuǎn)小于（填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”）滑塊的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，得到需要驗(yàn)證的表達(dá)式，從而確定需要的器材；
（2）實(shí)驗(yàn)要測(cè)量滑塊動(dòng)能的增加量和合力做的功，用沙和沙桶的總質(zhì)量表示滑塊受到的拉力，對(duì)滑塊受力分析，受到重力、拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，必須使重力的下滑分量等于摩擦力；同時(shí)重物加速下降，處于失重狀態(tài)，故拉力小于重力，可以根據(jù)牛頓第二定律列式求出拉力表達(dá)式分析討論；

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證動(dòng)能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動(dòng)能，故還要天平和刻度尺；
故選：CD；
（2）小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該用重力的下滑分量來(lái)平衡摩擦力，方法是將長(zhǎng)木板的一段墊高；
沙和沙桶加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對(duì)細(xì)線的拉力小于重力，設(shè)拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律，
對(duì)沙和沙桶，有：mg-T=ma
對(duì)小車，有：T=Ma
解得：T=$\frac{M}{M+m}$mg
故當(dāng)M＞＞m時(shí)，有T≈mg，故沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．
故答案為：（1）CD；（2）平衡摩擦力．遠(yuǎn)小于

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理并結(jié)合牛頓第二定律和動(dòng)能定理來(lái)確定要測(cè)量的量、實(shí)驗(yàn)的具體操作方法和實(shí)驗(yàn)誤差的減小方法，明確平衡摩擦力的意義以及方法．