Question

某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證“動能定理”，他們在實(shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，實(shí)驗(yàn)時為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大小基本相等，則沙和沙桶的總質(zhì)量m應(yīng)　_________　（選填“遠(yuǎn)大于”、“遠(yuǎn)小于”或“等于”）滑塊的質(zhì)量M，為了使細(xì)線對滑塊的拉力就等于滑塊受到的合力，打紙帶前還需進(jìn)行的步驟時　_________　，若滑塊前進(jìn)距離x時獲得的速度為v，我們希望得到的關(guān)系式為　_________　．（已知重力加速度為g，用題上給出的物理量符號表示）

　

Answer 1

解：（1）沙和沙桶加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對細(xì)線的拉力小于重力，設(shè)拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律，有

對沙和沙桶，有 mg﹣T=ma

對小車，有 T=Ma

解得

T=•mg

故當(dāng)M＞＞m時，有T≈mg；

（2）小車下滑時受到重力、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平衡摩擦力，故可以將長木板的一段墊高；

（3）滑塊前進(jìn)距離x，沙與沙捅減小的重力做功：W=mgx

滑塊增加的動能：

則：

故答案為：遠(yuǎn)小于；平衡摩擦力；