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某实验小组采用图甲所示的装置探究“动能定理”即探究小车所受的合外力做功与小车动能的变化之间的关系.实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面.①为了把细绳对小车的拉

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某实验小组采用图甲所示的装置探究“动能定理”即探究小车所受的合外力做功与小车动能的变化之间的关系.实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面.

①为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力,要完成的一个重要步骤是______;
②为使图甲所示中小吊盘及砝码的总重力大小视为细绳的拉力大小,须满足的条件是吊盘及砝码的总质量______小车的总质量(填“大于”、“小于”、“远大于”或“远小于”).
③实验正确操作后得到纸带如图乙,已知打点计时器的打点周期为T,重力加速度为g,在纸带上任取适当的两点A和B,测量出SAB、SA和SB,测出吊盘及砝码的总质量m,小车的总质量M,若
mgSAB=
M
8T2
(
S
2
B
S
2
A
)
mgSAB=
M
8T2
(
S
2
B
S
2
A
)
,则动能定理成立.
④下列实验,可以利用本实验装置来完成的是______
A.验证牛顿第一定律                     B.验证牛顿第二定律
C.测量匀变速直线运动的加速度            D.验证机械能守恒定律.
▼优质解答
答案和解析
①小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使细线的拉力等于其合力,则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力;
②重物加速下滑,处于失重状态,其对细线的拉力小于重力,设拉力为T,根据牛顿第二定律,有
对重物,有 mg-T=ma
对小车,有 T=Ma
解得 T=
M
M+m
mg
故当m<<M时,有T≈mg,即须满足的条件是吊盘及砝码的总质量远小于小车的总质量.
③A、B两点对应的小车速度分别为:vA=
SA
2T
,vB=
SB
2T

若mgSAB=
1
2
m
v
2
B
-
1
2
m
v
2
A
时,则动能定理成立
代入得:mgSAB=
M
8T2
(
S
2
B
S
2
A
).
④A、牛顿第一定律是逻辑思维的产物,不能用实验验证,故A错误.
B、C、利用纸带可测出加速度,在吊盘及砝码的总质量远小于小车的总质量时,吊盘及砝码的总重力大小视为细绳的拉力大小,从而可验证牛顿第二定律,故BC正确.
D、由于存在摩擦力,小车的机械能不守恒,所以不能该装置验证机械能守恒定律.故D错误.
故选:BC.
故答案为:①平衡摩擦力,②远小于,③mgSAB=
M
8T2
(
S
2
B
S
2
A
),④BC
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