Question

某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等，则沙和沙桶的总质量m应　_________　（选填“远大于”、“远小于”或“等于”）滑块的质量M，为了使细线对滑块的拉力就等于滑块受到的合力，打纸带前还需进行的步骤时　_________　，若滑块前进距离x时获得的速度为v，我们希望得到的关系式为　_________　．（已知重力加速度为g，用题上给出的物理量符号表示）

　

Answer 1

解：（1）沙和沙桶加速下滑，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

对沙和沙桶，有 mg﹣T=ma

对小车，有 T=Ma

解得

T=•mg

故当M＞＞m时，有T≈mg；

（2）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高；

（3）滑块前进距离x，沙与沙捅减小的重力做功：W=mgx

滑块增加的动能：

则：

故答案为：远小于；平衡摩擦力；