Question

【題目】某同學(xué)用如下器材驗(yàn)證動(dòng)能定理：一端帶滑輪的長(zhǎng)木板、滑塊M、滑塊m、輕質(zhì)擋光片、兩個(gè)光電門、細(xì)繩、游標(biāo)卡尺、米尺……已知重力加速度為 g，且滿足Mm，驗(yàn)證步驟如下：

(i)用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光片寬度，記為d，并將其固定在滑塊M上．

(ii)將兩個(gè)光電門固定于長(zhǎng)木板上，并多次測(cè)量光電門之間的距離，求得平均值并記為l.

(iii)將長(zhǎng)木板不帶滑輪的一端墊起，令滑塊M由長(zhǎng)木板上端滑下，反復(fù)調(diào)整墊起的高度直至滑塊經(jīng)過兩光電門的時(shí)間示數(shù)相同，并固定墊塊的位置．

(iv)細(xì)繩的一端系在滑塊M上，跨過滑輪連接另一個(gè)滑塊m，調(diào)整滑輪使細(xì)繩平行于長(zhǎng)木板．

(v)將滑塊M置于長(zhǎng)木板靠近頂端的某位置，由靜止釋放，記錄擋光片先后經(jīng)過長(zhǎng)木板上端和下端兩個(gè)光電門的示數(shù)，分別記為Δt1、Δt2.

(vi)分析數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)誤差，驗(yàn)證動(dòng)能定理．

請(qǐng)按要求回答下列問題：

(1)“反復(fù)調(diào)整墊起的高度直至滑塊經(jīng)過光電門的時(shí)間示數(shù)相同”，這樣的操作結(jié)果說明滑塊在長(zhǎng)木板上做________運(yùn)動(dòng)，這樣操作的目的是________.

(2)用題目中所給字母表示驗(yàn)證滑塊M動(dòng)能定理的關(guān)系式________________

(3)用測(cè)量結(jié)果驗(yàn)證動(dòng)能定理的過程中發(fā)現(xiàn)，合力所做的功始終略大于滑塊動(dòng)能變化量，請(qǐng)分析這是什么因素導(dǎo)致的？

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Answer 1

【答案】勻速直線； 平衡摩擦； 滑塊m的重力總是略大于繩子的拉力(或者滑塊m動(dòng)能增加)

【解析】

(1)滑塊經(jīng)過兩光電門的時(shí)間示數(shù)相同，即滑塊通過光電門的速度相等，滑塊在長(zhǎng)木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這樣操作的目的是平衡摩擦力，使細(xì)繩拉力充當(dāng)滑塊M所受的合外力。

(2)，近似認(rèn)為滑塊m的重力等于細(xì)繩拉力，滑塊通過兩光電門過程中合外力做的功；滑塊通過兩光電門過程中滑塊動(dòng)能的變化量，則驗(yàn)證滑塊M動(dòng)能定理的關(guān)系式是。

(3)平衡摩擦力后，滑塊M受到的合外力為繩子拉力，當(dāng)Mm時(shí)，近似認(rèn)為滑塊m的重力等于細(xì)繩拉力；實(shí)際上滑塊m處于失重狀態(tài)，滑塊m的重力略大于細(xì)繩拉力，這樣計(jì)算出的合力所做的功始終略大于滑塊動(dòng)能變化量。