Question

【題目】如圖所示，NM是水平桌面，PM是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上的兩個光電門，中心間的距離為L ． 質(zhì)量為M的滑塊A上固定一遮光條，在質(zhì)量為m的重物B牽引下從木板的頂端由靜止滑下，光電門1、2記錄遮光時間分別為△t1和△t2 ． 遮光條寬度為d ．
（1）若用此裝置驗證牛頓第二定律，且認(rèn)為滑塊A受到外力的合力等于B重物的重力，除平衡摩擦力外，還必須滿足；在實驗中，考慮到遮光條寬度遠(yuǎn)小于L ， 測得的加速度為 ．
（2）如果已經(jīng)平衡了摩擦力，（選填“能”或“不能”）用此裝置驗證A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒，理由是 ．

Answer 1

【答案】
（1）M＞0＞m；
（2）不能；摩擦力做功，沒有滿足只有重力做功，故機械能不守恒
【解析】解答：（1）根據(jù)牛頓第二定律，對整體有： 則繩子的拉力 ，當(dāng)M＞＞m ， 重物的總重力等于繩子的拉力，等于滑塊的合力．
滑塊通過光電門1的瞬時速度 ，通過光電門2的瞬時速度 ，
根據(jù)運動學(xué)公式得 （2）已經(jīng)平衡了摩擦力，對A、B組成的系統(tǒng)，該裝置不能驗證系統(tǒng)機械能守恒，因為摩擦力做功，沒有滿足只有重力做功，故機械能不守恒．
所以答案是：（1）M＞0＞m； （2）不能； 摩擦力做功，沒有滿足只有重力做功，故機械能不守恒
分析：為了認(rèn)為A所受的外力合力等于B的重力，首先需要平衡摩擦力，其次是重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量．根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度求出滑塊通過光電門1、2的瞬時速度，結(jié)合速度位移公式求出加速度．系統(tǒng)機械能守恒的條件是只有重力做功，根據(jù)條件進(jìn)行判斷．
【考點精析】關(guān)于本題考查的勻變速運動中的平均速度，需要了解平均速度：V=V0+Vt才能得出正確答案．