题目内容

【题目】如图所示,NM是水平桌面,PM是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上的两个光电门,中心间的距离为L . 质量为M的滑块A上固定一遮光条,在质量为m的重物B牵引下从木板的顶端由静止滑下,光电门1、2记录遮光时间分别为△t1和△t2 . 遮光条宽度为d .
(1)若用此装置验证牛顿第二定律,且认为滑块A受到外力的合力等于B重物的重力,除平衡摩擦力外,还必须满足;在实验中,考虑到遮光条宽度远小于L , 测得的加速度为 .
(2)如果已经平衡了摩擦力,(选填“能”或“不能”)用此装置验证A、B组成的系统机械能守恒,理由是 .

【答案】
(1)M>0>m;
(2)不能;摩擦力做功,没有满足只有重力做功,故机械能不守恒
【解析】解答:(1)根据牛顿第二定律,对整体有: 则绳子的拉力 ,当M>>m , 重物的总重力等于绳子的拉力,等于滑块的合力.
滑块通过光电门1的瞬时速度 ,通过光电门2的瞬时速度 ,
根据运动学公式得 (2)已经平衡了摩擦力,对A、B组成的系统,该装置不能验证系统机械能守恒,因为摩擦力做功,没有满足只有重力做功,故机械能不守恒.
所以答案是:(1)M>0>m; (2)不能; 摩擦力做功,没有满足只有重力做功,故机械能不守恒
分析:为了认为A所受的外力合力等于B的重力,首先需要平衡摩擦力,其次是重物的质量远小于滑块的质量.根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出滑块通过光电门1、2的瞬时速度,结合速度位移公式求出加速度.系统机械能守恒的条件是只有重力做功,根据条件进行判断.
【考点精析】关于本题考查的匀变速运动中的平均速度,需要了解平均速度:V=V0+Vt才能得出正确答案.

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