如图所示.NM是水平桌面.PM是一端带有滑轮的长木板.1.2是固定在木板上的两个光电门.中心间的距离为L.质量为M的滑块A上固定一遮光条.在质量为m的重物B牵引下从木板的顶端由静止滑下.光电门1.2记录遮光时间分别为Δt1和Δt2.遮光条宽度为d. (1)若用此装置验证牛顿第二定律.且认为滑块A受到外力的合力等于B重物的重力.除平衡摩擦力外.还必� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如图所示，NM是水平桌面，PM是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上的两个光电门，中心间的距离为L。质量为M的滑块A上固定一遮光条，在质量为m的重物B牵引下从木板的顶端由静止滑下，光电门1、2记录遮光时间分别为Δt₁和Δt₂。遮光条宽度为d。

（1）若用此装置验证牛顿第二定律，且认为滑块A受到外力的合力等于B重物的重力，除平衡摩擦力外，还必须满足 ▲ ；在实验中，考虑到遮光条宽度不是远小于L，测得的加速度比真实值 ▲ （选填“大”或“小”）。

（2）如果已经平衡了摩擦力， ▲ （选填“能”或“不能”）用此装置验证A、B组成的系统机械能守恒，理由是 ▲ 。

【知识点】验证牛顿第二运动定律．C4

【答案解析】（1）M＞＞m；；（2）不能；摩擦力做功解析：（1）根据牛顿第二定律，对整体有：a=，则绳子的拉力F=Ma=，当M＞＞m，重物的总重力等于绳子的拉力，等于滑块的合力．滑块通过光电门1的瞬时速度v₁=，通过光电门2的瞬时速度v₂=，由匀变速直线运动的速度位移公式得：v₂²-v₁²=2aL，解得：a=．
（2）已经平衡了摩擦力，对A、B组成的系统，该装置不能验证系统机械能守恒，因为摩擦力做功.

【思路点拨】为了认为A所受的外力合力等于B的重力，首先需要平衡摩擦力，其次是重物的质量远小于滑块的质量．根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出滑块通过光电门1、2的瞬时速度，结合速度位移公式求出加速度．系统机械能守恒的条件是只有重力做功，根据条件进行判断．解决本题的关键知道验证牛顿第二定律实验中的两个认为：1、认为绳子的拉力等于滑块的合力，（前提需平衡摩擦力），2、认为重物的拉力等于绳子的拉力，（前提是重物的质量远小于滑块的质量）．以及知道系统机械能守恒的条件，知道该实验中系统机械能不守恒，因为有阻力做功．

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