Question

【題目】某實驗小組正在做“驗證機械能守恒定律”的實驗，實驗裝置如圖所示；一端裝有定滑輪的長木板放在水平實驗臺上，長木板有一滑塊，滑塊右側(cè)固定一個輕質(zhì)動滑輪，鉤碼和彈簧測力計通過繞在兩滑輪上的輕質(zhì)細(xì)繩相連，放開鉤碼，滑塊在長木板上做勻加速直線運動（忽略滑輪的摩擦和彈簧測力計具有的彈性勢能）

現(xiàn)用該實驗裝置進行以下兩次實驗：

①放開鉤碼放開鉤碼，滑塊加速運動，讀出彈簧測力計的示數(shù)F，處理紙帶，得到滑塊運動的加速度a；改變鉤碼的個數(shù)，重復(fù)實驗，以彈簧測力計的示數(shù)F為縱軸，加速度a為橫軸，得到的圖乙中國坐標(biāo)原點的圖線1；②換一塊長木板，重復(fù)上述實驗過程，得到圖乙中縱坐標(biāo)截距大小等于b的圖線2．

完成下列填空：

（1）在①實驗中得到的圖線1經(jīng)過坐標(biāo)原點，說明滑塊與長木板之間 （填“光滑”或“粗糙”）

（2）如果在①實驗中測出了滑塊的質(zhì)量m、滑塊移動的距離L和彈簧測力計的示數(shù)F，已知重力加速度g，則要驗證機械能守恒，還需要測量的物理量是 ，動能的增加量= ；重力勢能的減小量 ；

（3）在②實驗中，如果已測得滑塊的質(zhì)量m，重力加速度為g，則滑塊和長木板之間的動摩擦因數(shù)μ= 。

Answer 1

【答案】（1）光滑；（2）鉤碼的總質(zhì)量；；（3）

【解析】試題分析：（1）在①實驗中得到的圖線1經(jīng)過坐標(biāo)原點，根據(jù)F=ma可知，滑塊受的細(xì)線的拉力與加速度成正比，說明滑塊與長木板之間光滑；（2）根據(jù)圖線可知，若已知F，則可得加速度，滑塊運動L得到的速度, 實驗中要驗證的關(guān)系是砝碼重力勢能的減小量等于滑塊和砝碼的動能的增加量；即，其中v碼=2v塊；可得；則要驗證機械能守恒，還需要測量的物理量是鉤碼的總質(zhì)量；動能的增加量；重力勢能的減小量

（3）滑塊受到的拉力T為彈簧秤示數(shù)的兩倍，即：T=2F

滑塊受到的摩擦力為：f=μmg

由牛頓第二定律可得：T-f=ma

解得力F與加速度a的函數(shù)關(guān)系式為：

由圖象所給信息可得圖象截距為：

解得：