Question

【題目】（1）如圖所示，一端固定滑輪的長木板放在桌面上，將光電門固定在木板上的B點(diǎn)，用重物通過細(xì)線拉小車，且重物與力的傳感器相連，若利用此實(shí)驗(yàn)裝置做“探究合外力做的功與物體動能改變量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)”，小車質(zhì)量為M，保持小車質(zhì)量不變，改變所掛重物質(zhì)量m進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次小車都從同一位置A由靜止釋放（g取10 m/s2）．

①完成該實(shí)驗(yàn)時，________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；

②實(shí)驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)傳感器示數(shù)明顯不等于重物的重力，其原因是________________________；

③在正確規(guī)范操作后，實(shí)驗(yàn)時除了需要讀出傳感器的示數(shù)F，測出小車質(zhì)量M，還需測量的物理量有____________________、__________________及遮光條的寬度d，由實(shí)驗(yàn)得到合外力對小車做的功與小車動能改變量的關(guān)系式為____________________________（用測得的物理量表示）；

（2）利用上述圖示裝置_______（填“能”或“不能”）驗(yàn)證“機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。

Answer 1

【答案】需要； 小車質(zhì)量M未遠(yuǎn)大于重物質(zhì)量m； A,B的間距x； 通過光電門的擋光時間t； ； 能；

【解析】

實(shí)驗(yàn)中需要配平衡摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律分析傳感器示數(shù)明顯不等于重物的重力的原因；根據(jù)繩子拉力的大小，得出合力做功，根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度求出小車通過光電門的瞬時速度，從而得出小車動能的增加量，從而得出合力做功與小車動能改變量的關(guān)系式；

解：(1)①該實(shí)驗(yàn)探究合外力做功與動能變化量的關(guān)系，繩子的拉力等于小車的合力，所以實(shí)驗(yàn)時需平衡摩擦力；

②對整體分析，根據(jù)牛頓第二定律得，繩子的拉力，可知傳感器示數(shù)明顯不等于重物的重力，其原因是小車質(zhì)量M未遠(yuǎn)大于重物質(zhì)量m；

③合外力對小車做功為Fx，動能的增加量，探究的表達(dá)式為，需要測量的物理量有：A、B的間距x、遮光條的寬度、通過光電門的擋光時間，小車的質(zhì)量M；

(2)改裝置可以驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒，系統(tǒng)重力勢能的減小量，系統(tǒng)動能的增加量，能機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)；

故答案為：(1)①需要，②小車質(zhì)量M未遠(yuǎn)大于重物質(zhì)量m，③A、B的間距x、通過光電門的擋光時間t， ；(2)能。