“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示.(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸袋如图所示.计时器大点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的

◎ 题目

“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示.
(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸袋如图所示.计时器大点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离.该小车的加速度a=______m/s2.(结果保留两位有效数字)
(2)某探究学习小组的同学欲以上图装置中的小车为对象验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:你认为还需要的实验器材有______.
(3)实验时为了保证滑块受到的合力 与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是______,实验时首先要做的步骤是______.
(4)在上面的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则对滑块,本实验最终要验证的数学表达式为______(用题中的字母表示).
(5)如果实验时所用滑块质量为M,沙及沙桶总质量为m,让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒,则最终需验证的数学表达式为______(用题中的字母表示).
魔方格

◎ 答案

(1)设第一段位移为x1,第二段位移为x2,由:△x=aT2得:
a=
x2-x1
T2
=
0.16×10-2
0.12
=0.16m/s2
(2)以小车为对象验证“动能定理”,合外力做的功为:mgL,小车动能的变化量为:
1
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M
v22
-
1
2
M
v21
,所以我们需要验证:mgL=
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2
M
v22
-
1
2
M
v21
,需要测量或计算的物理量为:m,M,L,v,所以需要的仪器主要有:天平(质量)刻度尺(位移)打点计时器(速度).
(3)在实验的过程中,我们认为绳子的拉力F等于沙桶和沙子的重力mg,而在小车运动中还会受到阻力,所以我们首先需要平衡摩擦力.并且实际上绳子的拉力F=Ma=
M
m+M
mg,故应该是m<<M,即:要求小车的质量远远大于沙桶和沙子总质量.
(4)以小车为对象验证“动能定理”,合外力做的功为:mgL,小车动能的变化量为:
1
2
M
v22
-
1
2
M
v21
,所以我们需要验证:mgL=
1
2
M
v22
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下面关于声现象的配对中,错