Question

某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究合外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系，測(cè)得小車質(zhì)量為M，鉤碼質(zhì)量為m．他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，除了要平衡摩擦力外，在實(shí)驗(yàn)中還要使鉤碼質(zhì)量______小車質(zhì)量（請(qǐng)選填“遠(yuǎn)大于”、“等于”或“遠(yuǎn)小于”）；若通過實(shí)驗(yàn)得到紙帶如圖乙所示，相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，測(cè)得A點(diǎn)到C點(diǎn)距離為x₁，E點(diǎn)到G點(diǎn)距離為x₂，B點(diǎn)到F點(diǎn)距離為x₃，請(qǐng)用題目中給出的物理量寫出合外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系式______3=-

Answer 1

【答案】分析：本題的關(guān)鍵要明確動(dòng)能定理中功是總功即合力對(duì)小車做的功，平衡摩擦力的目的是要求小車受到的合力為繩子拉力；只有滿足鉤碼質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M時(shí)，繩子拉力才近似等于鉤碼的重力．
解答：解：本實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)牛頓第二定律不能得出當(dāng)鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí)，繩子對(duì)小車的拉力才近似等于鉤碼的重力，所以實(shí)驗(yàn)中除要求平衡摩擦力還要求鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．
由給出的紙帶可知，取B、F兩點(diǎn)分析，根據(jù)動(dòng)能定理應(yīng)有mg=，其中=，=，代入上式整理可得=-
故答案為：遠(yuǎn)小于，=-
點(diǎn)評(píng)：此實(shí)驗(yàn)要求與探究牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)相同，①都需要平衡摩擦力，以使繩子或橡皮條對(duì)小車的拉力就是合力應(yīng)掌握；②都需要滿足鉤碼（或沙桶）的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，以使繩子的拉力近似等于鉤碼（或沙桶的重力．