Question

6．某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的裝置“探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”．提供的實(shí)驗(yàn)器材：電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及紙帶、砂桶、細(xì)砂、細(xì)線、小車(chē)及砝碼、一端帶滑輪的長(zhǎng)木板及墊塊．
（1）（多選）為完成此實(shí)驗(yàn)，還需要的器材是AC（填下列儀器前的字母代號(hào)）．
A．天平
B．秒表
C．毫米刻度尺
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了方便計(jì)算合力的功，使小車(chē)所受的合力大小等于砂和砂桶的總重力．為此，一方面要消除摩擦力的影響；另一方面還應(yīng)使砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于（選填“遠(yuǎn)小于”或“遠(yuǎn)大于”）小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量．

Answer 1

分析 小車(chē)下滑時(shí)受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該用重力的下滑分量來(lái)平衡摩擦力，故可以將長(zhǎng)木板的一段墊高；重物加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對(duì)細(xì)線的拉力小于重力，要使其對(duì)細(xì)線的拉力近似等于重力，應(yīng)該使加速度減小，即重物的質(zhì)量應(yīng)該遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程需要測(cè)出砂與砂桶的質(zhì)量、測(cè)出小車(chē)的質(zhì)量，還需要用刻度尺測(cè)出打點(diǎn)計(jì)時(shí)器兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，由題意可知，還需要的實(shí)驗(yàn)器材是天平與刻度尺，故選AC．
（2）小車(chē)下滑時(shí)受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該改變木板的傾角，用重力的下滑分量來(lái)平衡摩擦力；
重物加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對(duì)細(xì)線的拉力小于重力，設(shè)拉力為T(mén)，根據(jù)牛頓第二定律，有
對(duì)重物，有 mg-T=ma，對(duì)小車(chē)，有 T=Ma，解得：T=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，故當(dāng)M＞＞m時(shí)，有T≈mg，
實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)使砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量．
故答案為：（1）AC；（2）遠(yuǎn)小于．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，明確“探究恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理及方法是求解本題的關(guān)鍵．