Question

（1）某同學(xué)利用圖甲的實(shí)驗(yàn)裝置來進(jìn)行 “探究加速度與物體所受合力F的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是：沙和沙桶的總質(zhì)量        （填“遠(yuǎn)小于”、“遠(yuǎn)大于”或“近似等于”）滑塊的質(zhì)量。該同學(xué)保持滑塊的質(zhì)量不變，改變沙的質(zhì)量，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F關(guān)系圖線（如圖乙所示），說明此圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是：　　　       　　　　。

（2）該同學(xué)又利用了這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行“合外力做功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。在滿足上述條件的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M。往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m。讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，已知紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)p、q（如下圖）。圖中的L和x_p、x_q的長度已經(jīng)測出。則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：                        。（用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測量得到的物理量）。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）遠(yuǎn)小于；（2分） 沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。（2分）

（2）mgL=(- x)或mgL=(- x)（2分）

【解析】

試題分析：（1）據(jù)題意，設(shè)沙桶和沙的質(zhì)量為m，則有：，當(dāng)M>>m時(shí)有： ，所以沙桶和沙的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量。出現(xiàn)圖示情況是沒有平衡摩擦力。因?yàn)楫?dāng)拉力從0開始增加時(shí)物體的加速度為0。（2）從p到q，沙桶重力做功為：，動(dòng)能變化為：, ，經(jīng)過整理得：mgL=(- x)。

考點(diǎn)：本題考查驗(yàn)證加速度與力關(guān)系和探究合力做功與動(dòng)能變化關(guān)系。