Question

11．某同学在实验室用如图所示的装置来研究有关做功的问题．
（1）为了尽可能减少摩擦的影响，计时器最好选用（填“电磁”或“电火花”）电火花式打点计时器，同时需要将长木板的右端垫高，直到在没有沙桶拖动下，小车拖动纸带穿过计时器时能做匀速运动
（2）在此实验中，要验证沙和沙桶（质量为m）以及小车（质量为M）的系统机械能守恒，实验数据应满足一个怎样的关系式$mgh=\frac{1}{2}（M+m）{v}^{2}$，v表示小车的速度，h表示沙以及沙桶下降的距离．（指明公式中各字母的含义）．

Answer 1

分析 （1）电火花打点计时器与纸带间的摩擦较小，选择电火花打点计时器可以尽可能减小摩擦的影响．平衡摩擦力时小车不能与沙和沙桶相连，小车拉着纸带做匀速直线运动即可．
（2）根据动能的增加量等于重力势能的减少量验证机械能守恒．

解答 解：（1）电火花打点计时器与纸带间的摩擦较小，为了尽可能减小摩擦的影响，选择电火花打点计时器．平衡摩擦力时，将长木板一端垫高，使小车在没有沙桶拖动下，拉着穿过打点计时器的纸带做匀速运动即可．
（2）根据重力势能的减小量等于系统动能的增加量得，$mgh=\frac{1}{2}（M+m）{v}^{2}$，v表示小车的速度，h表示沙以及沙桶下降的距离．
答案：（1）电火花，匀速运动    
（2）$mgh=\frac{1}{2}（M+m）{v}^{2}$，v表示小车的速度，h表示沙以及沙桶下降的距离．

点评 解决本题的关键知道实验的原理，抓住系统重力势能的减小量和动能的增量是否相等列表达式，以及知道平衡摩擦力的方法，难度不大．