Question

2．为了“验证动能定理”，某实验小组设计出了甲、乙两种方案，如图所示．
①利用甲图的实验方案进行实验时，满足砂及桶的质量远远小于小车质量条件时可以用砂及桶的总重力代替细线的拉力．
②利用乙图的实验方案，不但能够完成本实验，还可以测出小车在水平木板上运动过程中系统受到的摩擦力大小，请你简要写出测量摩擦力的方法调整小桶内沙子质量，轻推小车，使小车拖动纸带做匀速运动，则弹簧秤的示数等于小车受到的阻力大小．

Answer 1

分析 （1）要使绳子拉力近似等于沙和沙桶的重力，应满足沙和沙桶总质量远小于滑块的质量；
（2）根据平衡，结合小车做匀速直线运动，求出小车所受的阻力大小．

解答 解：根据牛顿第二定律，有
对砂及桶，有 mg-T=ma
对小车，有 T=Ma
解得
T=$\frac{M}{M+m}mg$，故当M＞＞m时，有T≈mg，即满足砂及桶的质量远远小于小车质量时，可以用砂及桶的总重力代替细线的拉力；
（2）调整小桶内沙子质量，轻推小车，使小车拖动纸带做匀速运动，则弹簧秤的示数等于小车受到的阻力大小．
故答案为：（1）砂及桶的质量远远小于小车质量；（2）调整小桶内沙子质量，轻推小车，使小车拖动纸带做匀速运动，则弹簧秤的示数等于小车受到的阻力大小．

点评 解答本题特别注意，若用乙图装置验证动能定理，则不需要满足砂及桶的质量远远小于小车质量，因为绳子的拉力不需要用砂及桶的重力代替，而是由传感器直接读出，第二问要注意绳子的拉力等于传感器的读数，根据平衡条件求出摩擦力．