Question

【题目】某同学利用如图所示的装置来验证由小车与钩码组成的系统机械能守恒

(1)现提供如下器材：

A．小车　B．钩码　C．一端带滑轮的长木板　D．细绳　E．电火花打点计时器　F．纸带　G．毫米刻度尺　H．游标卡尺　I．低压交流电源　J．220 V交流电源

实验中不需要的器材是________(填写器材前的字母)，还需要的器材是________。

(2)为尽可能消除摩擦力对本实验的影响，使验证结果尽可能准确，则小车质量M和钩码质量m的关系应该满足________。

(3)小明和小军同学在做该实验时，小明认为只要采用平衡摩擦力的方法将摩擦力平衡掉就可以了，无须满足(2)问中小车质量M和钩码质量m的关系，而小军却否认小明的看法，你认为小明的看法是否正确并说明理由。___________________________________________

(4)两位同学统一观点后完成实验，得到一条纸带，去掉前面比较密集的点，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点(标号为0～6)，测出相关距离如图所示，要验证在第2点与第5点时系统的机械能相等，则应满足关系式________________________________(设小车质量M，钩码质量m，打点周期为T)。

Answer 1

【答案】(1) H、I， 天平； (2) M m； (3)小明的看法不正确，因为平衡摩擦力后，摩擦力还做负功，系统机械能不守恒。 (4)mg(d5－d2)＝(M＋m) －(M＋m)·

【解析】

(1)实验不需要游标卡尺，距离由刻度尺测量；电火花计时器直接使用220V，不需要低压交流电源，不需要的器材是H，I；还需要天平测量小车的质量；

(2)为尽可能消除摩擦力对本实验的影响，使验证结果尽可能准确，则小车质量M和钩码质量m的关系应该满足M<<m，这样能使摩擦力做的功相对少些，以减小机械能的损失；

(3)小明的看法不正确，因为平衡摩擦力后，摩擦力还做负功，系统机械能不守恒；

(4)利用匀变速直线运动的推论：

v2=，

v5=

第2点与第5点时系统的动能增加-，第2点与第5点时系统的重力势能减小量：mg(d5d2)

应满足关系式mg(d5d2)= -