题目内容

【题目】用图示装置探究细线拉力(合力)做功与滑块动能变化的关系,实验小组找到了学生电源、导线、细沙、垫块。当滑块连上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桐桶时,释放小桶,滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员,为完成该项实验:

(1)还需要的测量工具有__________

(2)为保证滑块(质量为M)受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,则沙和沙桶的总质量m与M应满足的关系是 ________,实验时首先要迸行的调整是_____________

(3)完成调节后,测出M,往沙桶中装入适量的细沙,称出此时沙和沙桶的总质量m,让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录运动情况。在纸带上选两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小 (<),对于滑块,当各物理量满足 __________关系时,合力做的功等于滑块动能的变化。

【答案】 刻度尺 天平 平衡摩擦力

【解析】(1)实验要验证动能增加量和总功是否相等,故需要求出总功和动能,故还要天平和刻度尺。

(2)沙和沙桶加速下滑,处于失重状态,其对细线的拉力小于重力,设拉力为T,根据牛顿第二定律,有对沙和沙桶,有 mg-T=ma对小车,有 T=Ma

解得: 故当M>>m时,有T≈mg小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力,故可以将长木板的一段垫高。

(3)总功为:mgL动能增加量为: ,故需验证的数学表达式为:

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