Question

【題目】某同學利用如圖所示的裝置來驗證由小車與鉤碼組成的系統(tǒng)機械能守恒

(1)現(xiàn)提供如下器材：

A．小車　B．鉤碼　C．一端帶滑輪的長木板　D．細繩　E．電火花打點計時器　F．紙帶　G．毫米刻度尺　H．游標卡尺　I．低壓交流電源　J．220 V交流電源

實驗中不需要的器材是________(填寫器材前的字母)，還需要的器材是________。

(2)為盡可能消除摩擦力對本實驗的影響，使驗證結果盡可能準確，則小車質量M和鉤碼質量m的關系應該滿足________。

(3)小明和小軍同學在做該實驗時，小明認為只要采用平衡摩擦力的方法將摩擦力平衡掉就可以了，無須滿足(2)問中小車質量M和鉤碼質量m的關系，而小軍卻否認小明的看法，你認為小明的看法是否正確并說明理由。___________________________________________

(4)兩位同學統(tǒng)一觀點后完成實驗，得到一條紙帶，去掉前面比較密集的點，選擇點跡清晰且便于測量的連續(xù)7個點(標號為0～6)，測出相關距離如圖所示，要驗證在第2點與第5點時系統(tǒng)的機械能相等，則應滿足關系式________________________________(設小車質量M，鉤碼質量m，打點周期為T)。

Answer 1

【答案】(1) H、I， 天平； (2) M m； (3)小明的看法不正確，因為平衡摩擦力后，摩擦力還做負功，系統(tǒng)機械能不守恒。 (4)mg(d5－d2)＝(M＋m) －(M＋m)·

【解析】

(1)實驗不需要游標卡尺，距離由刻度尺測量；電火花計時器直接使用220V，不需要低壓交流電源，不需要的器材是H，I；還需要天平測量小車的質量；

(2)為盡可能消除摩擦力對本實驗的影響，使驗證結果盡可能準確，則小車質量M和鉤碼質量m的關系應該滿足M<<m，這樣能使摩擦力做的功相對少些，以減小機械能的損失；

(3)小明的看法不正確，因為平衡摩擦力后，摩擦力還做負功，系統(tǒng)機械能不守恒；

(4)利用勻變速直線運動的推論：

v2=，

v5=

第2點與第5點時系統(tǒng)的動能增加-，第2點與第5點時系統(tǒng)的重力勢能減小量：mg(d5d2)

應滿足關系式mg(d5d2)= -