题目内容
16．利用如图1所示的装置可以做力学中的一些实验，已知交流电的频率为f，小车质量为M，钩码质量为m．
①如果利用它来探究物体的加速度与力、质量的关系时，为使小车所受的合外力等于细线的拉力，应该采取的措施是平衡摩擦力，要使细线的拉力约等于钩码的总重量，应该满足的条件是M远大于m（填“大于”、“远大于”、“小于”或“远小于”）．
②在满足了小车所受的合外力等于细线的拉力的条件下，且使细线的拉力等于钩码的总重量，如果利用它来探究外力做功与动能的关系时得到的纸带如图2所示．O为小车开始运动打下的第一点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图2所示，要探究小车运动的动能定理，要满足一个怎样的关系式mghB=$\frac{M（{h}_{C}-{h}_{A}）^{2}{f}^{2}}{200}$（用题中的字母符号表示）．
分析 ①为了使合力等于细线的拉力，需平衡摩擦力，为了使细线的拉力等于钩码的总质量，M应远大于m．
②根据动能定理得出小车应满足的关系式．
解答 解：①为使小车所受的合外力等于细线的拉力，实验前需平衡摩擦力；
对系统运用牛顿第二定律得，有mg=（M+m）a，解得a=$\frac{mg}{M+m}$，
隔离分析得，T=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，知当M远大于m时，细线的拉力等于钩码的总重量．
②根据动能定理得，mghB=$\frac{1}{2}$MvB2，vB=$\frac{{h}_{C}-{h}_{A}}{2t}$=$\frac{（{h}_{C}-{h}_{A}）f}{10}$，
要探究小车运动的动能定理，要满足的关系式为：
mghB=$\frac{M（{h}_{C}-{h}_{A}）^{2}{f}^{2}}{200}$
故答案为：①平衡摩擦力，远大于； ②mghB=$\frac{M（{h}_{C}-{h}_{A}）^{2}{f}^{2}}{200}$．
点评 该题涉及的实验比较多，要明确实验原理，根据物理定律求出相应的表达式，然后可以讨论得出相应结论．
练习册系列答案
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4．
一电荷量为+q的粒子只在电场力作用下沿x轴做直线运动，规定x轴正方向为电场强度正方向，x轴上各点的电子强度E随x坐标的变化图线如图所示．A（0，x）、B（0，-x1）为粒子运动轨迹上的两点．下列说法正确的是（ ）
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11．
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| D． | 电键S断开时，灯泡D1随之熄灭，而D2会闪亮一下后才熄灭 |
1．
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用细绳拴一个质量为m的小球，小球将一固定在墙上的水平轻质弹簧压缩了x（小球与弹簧不拴连），如图所示．将细绳剪断后（ ）| A． | 小球立即获得$\frac{kx}{m}$的加速度 | B． | 小球的瞬时加速度为0 | ||
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8．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c．下列说法正确的是（ ）
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