Question

【題目】根據(jù)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置圖，可以分別完成下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)：

(1)某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)，利用此裝置來做“探究a與F、m之間的定量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)：

①為了平衡摩擦力，需要取下細(xì)繩及鉤碼，通過調(diào)整長木板下面墊片的位置，從而改變長木板傾角。當(dāng)木板的傾角剛好調(diào)整到30°角時，從打出的紙帶就判斷出小車是做勻速直線運(yùn)動，那么，小車與木板間的動摩擦因數(shù)為__________(結(jié)果保留根號)

②在實(shí)驗(yàn)中，若小車的質(zhì)量為M、鉤碼的總質(zhì)量為m，那么，認(rèn)為小車受到的拉力等于鉤碼受到的重力與實(shí)際拉力大小的差值為__________。

(2)另外某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)，利用此裝置來驗(yàn)證“小車與鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒”的實(shí)驗(yàn)，則：

①從圖中可以得出，除圖中已提供的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要的主要實(shí)驗(yàn)器材有__________。

②為盡可能克服滑動摩擦力對該實(shí)驗(yàn)的影響，使驗(yàn)證結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，那么，小車的質(zhì)量M和鉤碼質(zhì)量m之間的關(guān)系應(yīng)該盡可能滿足__________。

③按正確實(shí)驗(yàn)操作后，得到一條如圖所示的較理想的紙帶先去掉前面比較密集的點(diǎn)，選擇了點(diǎn)跡清晰且便于測量的連續(xù)7個點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G，測出相關(guān)距離如圖所示。現(xiàn)要驗(yàn)證從打B點(diǎn)到E點(diǎn)時，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，那么，應(yīng)滿足關(guān)系式是__________ (設(shè)小車質(zhì)量M，鉤碼質(zhì)量m，打點(diǎn)計時器的頻率為f)

Answer 1

【答案】（1） （2）毫米刻度尺；天平（砝碼） M<<m

【解析】

（1）①小車做勻速直線運(yùn)動，mgsin30°=μmgcos30°，μ= ；

②設(shè)實(shí)際拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律：mg-T=ma，T=Ma，解得T=

鉤碼受到的重力與實(shí)際拉力大小的差值△T=mg-=；

（2）①驗(yàn)證“小車與鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒”需要測量計數(shù)點(diǎn)間的距離計算瞬時速度，需要用到刻度尺；測量小車和鉤碼的質(zhì)量，需要用到天平；

②根據(jù)牛頓第二定律：mg-T=ma，T=Ma，解得T=。當(dāng)M<<m時，繩子的拉力近似等于鉤碼的重力；

③根據(jù)機(jī)械能守恒定律，減小的重力勢能等于增加的動能：，

即