题目内容

【题目】根据如图所示的实验装置图,可以分别完成下列有关实验:

(1)某实验小组的同学,利用此装置来做探究aF、m之间的定量关系的实验:

①为了平衡摩擦力,需要取下细绳及钩码,通过调整长木板下面垫片的位置,从而改变长木板倾角。当木板的倾角刚好调整到30°角时,从打出的纸带就判断出小车是做匀速直线运动,那么,小车与木板间的动摩擦因数为__________(结果保留根号)

②在实验中,若小车的质量为M、钩码的总质量为m,那么,认为小车受到的拉力等于钩码受到的重力与实际拉力大小的差值为__________

(2)另外某实验小组的同学,利用此装置来验证小车与钩码组成的系统机械能守恒的实验,则:

①从图中可以得出,除图中已提供的实验器材外,还需要的主要实验器材有__________

②为尽可能克服滑动摩擦力对该实验的影响,使验证结果尽可能准确,那么,小车的质量M和钩码质量m之间的关系应该尽可能满足__________

③按正确实验操作后,得到一条如图所示的较理想的纸带先去掉前面比较密集的点,选择了点迹清晰且便于测量的连续7个点A、B、C、D、E、F、G,测出相关距离如图所示。现要验证从打B点到E点时,系统的机械能守恒,那么,应满足关系式是__________ (设小车质量M,钩码质量m,打点计时器的频率为f)

【答案】(1) (2)毫米刻度尺;天平(砝码) M<<m

【解析】

(1)①小车做匀速直线运动,mgsin30°=μmgcos30°,μ=

设实际拉力为T,根据牛顿第二定律:mg-T=ma,T=Ma,解得T=

钩码受到的重力与实际拉力大小的差值△T=mg-=

(2)①验证小车与钩码组成的系统机械能守恒需要测量计数点间的距离计算瞬时速度需要用到刻度尺;测量小车和钩码的质量需要用到天平

②根据牛顿第二定律:mg-T=ma,T=Ma,解得T=M<<m绳子的拉力近似等于钩码的重力;

③根据机械能守恒定律,减小的重力势能等于增加的动能:

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