Question

6．某實驗小組利用如圖的實驗裝置來探究加速度與質量、合外力的關系，將右端帶有輕小且光滑的定滑輪的長木板左端抬起固定在水平桌面上，并在長木板上合適的位置固定兩光電門A和B．現(xiàn)將一帶有遮光條的物塊放在長木板上，并用輕質細繩跨過定滑輪連接一質量為m的鉤碼Q，然后將物塊由靜止釋放，已知兩光電門之間的距離為L，物塊和遮光條的總質量為M，遮光條寬度為d（d遠小于L），物塊經(jīng)過兩光電門時的擋光時間分別為△t_A、△t_B．
回答下列問題：
（1）該小組的同學平衡摩擦力后，實驗還需滿足M遠大于m，物塊受到的合外力才近似等于鉤碼的重力，物塊在長木板上下滑時加速度a=$\frac{ljcvoj5^{2}}{2L（△{t}_{B}）^{2}}$-$\frac{5rd3i6e^{2}}{2L（△{t}_{A}）^{2}}$（用d、L、△t_A、△t_B表示）．
（2）實驗前，該小組的同學已經(jīng)平衡了摩擦力，則不可以（填“可以”或“不可以”）用該裝置驗證物塊與鉤碼Q組成的系統(tǒng)的機械能守恒，其原因為有摩擦力做功．

Answer 1

分析 （1）物塊的質量遠大于鉤碼的質量時可以近似認為物塊受到的拉力等于鉤碼的重力；應用速度公式求出受到，然后應用勻變速直線運動的速度位移公式求出加速度．
（2）只有重力或只有彈力做功時系統(tǒng)機械能守恒，根據(jù)機械能守恒的條件分析答題．

解答 解：（1）當物塊和遮光條的總質量M遠大于鉤碼的質量m時可以近似認為物塊受到的拉力等于鉤碼的重力，實驗應滿足M遠大于m的條件；
物塊經(jīng)過光電門時的速度：v₁=$\fracbktxrnj{△{t}_{A}}$，v₂=$\frac2a8ymbs{△{t}_{B}}$，由勻變速直線運動的速度位移公式得：v₂²-v₁²=2aL，加速度：a=$\frac{metmbh9^{2}}{2L（△{t}_{B}）^{2}}$-$\frac{pd8ksnu^{2}}{2L（△{t}_{A}）^{2}}$；
（2）平衡摩擦力后摩擦力并沒有消失，物塊運動過程中摩擦力要對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的機械能不守恒，因此不可以用該裝置驗證機械能守恒定律實驗．
故答案為：（1）M遠大于m；$\frac{bud2nhd^{2}}{2L（△{t}_{B}）^{2}}$-$\frac{c3kicyo^{2}}{2L（△{t}_{A}）^{2}}$；（2）不可以；有摩擦力做功．

點評 本題考查了實驗注意事項、實驗數(shù)據(jù)處理，本題是一道基礎題，掌握基礎知識即可解題，知道實驗原理是解題的前提與關鍵；平時要注意基礎知識的學習．