Question

【题目】根据如图所示的实验装置图，可以分别完成下列有关实验：

(1)某实验小组的同学，利用此装置来做“探究a与F、m之间的定量关系”的实验：

①为了平衡摩擦力，需要取下细绳及钩码，通过调整长木板下面垫片的位置，从而改变长木板倾角。当木板的倾角刚好调整到30°角时，从打出的纸带就判断出小车是做匀速直线运动，那么，小车与木板间的动摩擦因数为__________(结果保留根号)

②在实验中，若小车的质量为M、钩码的总质量为m，那么，认为小车受到的拉力等于钩码受到的重力与实际拉力大小的差值为__________。

(2)另外某实验小组的同学，利用此装置来验证“小车与钩码组成的系统机械能守恒”的实验，则：

①从图中可以得出，除图中已提供的实验器材外，还需要的主要实验器材有__________。

②为尽可能克服滑动摩擦力对该实验的影响，使验证结果尽可能准确，那么，小车的质量M和钩码质量m之间的关系应该尽可能满足__________。

③按正确实验操作后，得到一条如图所示的较理想的纸带先去掉前面比较密集的点，选择了点迹清晰且便于测量的连续7个点A、B、C、D、E、F、G，测出相关距离如图所示。现要验证从打B点到E点时，系统的机械能守恒，那么，应满足关系式是__________ (设小车质量M，钩码质量m，打点计时器的频率为f)

Answer 1

【答案】（1） （2）毫米刻度尺；天平（砝码） M<<m

【解析】

（1）①小车做匀速直线运动，mgsin30°=μmgcos30°，μ= ；

②设实际拉力为T，根据牛顿第二定律：mg-T=ma，T=Ma，解得T=

钩码受到的重力与实际拉力大小的差值△T=mg-=；

（2）①验证“小车与钩码组成的系统机械能守恒”需要测量计数点间的距离计算瞬时速度，需要用到刻度尺；测量小车和钩码的质量，需要用到天平；

②根据牛顿第二定律：mg-T=ma，T=Ma，解得T=。当M<<m时，绳子的拉力近似等于钩码的重力；

③根据机械能守恒定律，减小的重力势能等于增加的动能：，

即