Question

【題目】為了探究動能定理，某同學設計了如圖甲所示的實驗裝置

(1)實驗時，該同學想用鉤碼的重力表示小車受到的合力，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，實驗前________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；若小車的質量為M，鉤碼的總質量為m，則兩者質量應滿足M ______________m（填“遠大于”或“遠小于”）。

（2）實驗中得到了一條紙帶如圖乙所示，選擇點跡清晰且便于測量的連續7個點（標號0～6），測出0到1、2、3、4、5、6點的距離分別為d1、d2、d3、d4、d5、d6，打點周期為T.則打點2時小車的速度v2＝________；若測得小車質量為M、鉤碼質量為m，打點1和點5時小車的速度分別用v1、v5表示，已知重力加速度為g，則驗證點1與點5間動能定理的關系式可表示為___________________．

Answer 1

【答案】 需要 遠大于 或

【解析】（1）為了使細線的拉力等于滑塊的合力，則實驗前需平衡摩擦力，對整體運用牛頓第二定律得，，則繩子的拉力，為了使細線的拉力等于鉤碼的重力，則滑塊的質量M要遠大于鉤碼的質量m；

（2）根據勻變速運動規律：中間時刻的瞬時速度等于平均速度，則點2的瞬時速度為：或；

從點1到點5，動能的增加量為，則需要驗證的動能定理表達式為：。