某探究學習小組的同學欲以右圖裝置中的滑塊為物件驗*“動能定理”,他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置,另外他們...
問題詳情:
某探究學習小組的同學欲以右圖裝置中的滑塊為物件驗*“動能定理”,他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置,另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、複寫紙、紙帶、小木塊、細沙、墊塊.當滑塊連線上紙帶,用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時,釋放小桶,滑塊處於靜止狀態.若你是小組中的一位成員,要完成該項實驗,則:
(1)你認為還需要的實驗器材有 、 .(兩個)
(2)實驗時為了保*滑塊(質量為M)受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等,沙和沙桶的總質量m應滿足的實驗條件是 ,實驗時首先要做的步驟是 .
(3)在(2)的基礎上,某同學用天平稱量滑塊的質量M.往沙桶中裝入適量的細沙,用天平稱出此時沙和沙桶的總質量m.讓沙桶帶動滑塊加速運動,用打點計時器記錄其運動情況,在打點計時器打出的紙帶上取兩點,測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2(v1<v2).則對滑塊,本實驗最終要驗*的數學表示式為 (用題中的字母表示).
【回答】
解:(1)實驗要驗*動能增加量和總功是否相等,故需要求出總功和動能,故還要天平和刻度尺;
(2)沙和沙桶加速下滑,處於失重狀態,其對細線的拉力小於重力,設拉力為T,根據牛頓第二定律,有
對沙和沙桶,有 mg﹣T=ma
對滑塊,有 T=Ma
解得
T=mg
故當M>>m時,有T≈mg
滑塊下滑時受到重力、細線的拉力、支援力和摩擦力,要使拉力等於合力,則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力,故可以將長木板的一段墊高;
(3)總功為:mgL
動能增加量為: M﹣M
根據動能定理,則有:mgL=M﹣M
故*為:(1)刻度尺、天平;
(2)m<<M,平衡摩擦力;
(3)mgL=M﹣M.
知識點:未分類
題型:未分類
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