Question

【題目】某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置來探究機械能守恒定律，將一端帶有光滑的定滑輪的長木板另一端抬起放置在水平桌面上，并在長木板上合適的位置固定兩光電門A和B�，F(xiàn)將一帶有遮光條的物塊放在長木板上，并用質(zhì)量不計的細繩連接一質(zhì)量為m的鉤碼Q，然后將滑塊由靜止釋放，已知兩光電門之間的距離為L，物塊和遮光條的總質(zhì)量為M，擋光寬度為d（且d遠小于L），物塊經(jīng)過兩光電門時的擋光時間分別為。

通過以上的敘述回答下列問題：

(1)如果該小組的同學利用上述的實驗裝置來探究加速度與質(zhì)量、外力的關(guān)系時，平衡摩擦力后，還需滿足______時物塊的合外力近似等于鉤碼的重力，則物塊在長木板上下滑時加速度的關(guān)系式為_____（用題中的物理量表示）；

(2)實驗前，該小組的同學已經(jīng)平衡了摩擦力，如圖所示，不掛Q，滑塊能勻速滑行，則_________（填“可以”或“不可以”）用該裝置驗證PQ組成的系統(tǒng)的機械能守恒，其原因為_____________。

Answer 1

【答案】 M遠大于m 不可以 有摩擦力做功

【解析】(1)設(shè)繩子拉小車的力為F，重物Q與小車P加速度大小相，對于小車有F=Ma；對于重物mg-F=ma；解得，只有當M遠大于m時，才可以認為物塊P受到外力的合力等于Q重物的重力。物塊經(jīng)過兩光電門的速度分別為，根據(jù)勻變速運動的規(guī)律可得，解得；

(2)雖然平衡了摩擦力，但摩擦力并沒有消失，在物塊運動的過程中有摩擦力做功，故系統(tǒng)機械能不守恒，所以不能用些裝置驗證系統(tǒng)機械能守恒。