Question

（8分）如圖所示，NM是水平桌面，PM是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上的兩個光電門，中心間的距離為L。質量為M的滑塊A上固定一遮光條，在質量為m的重物B牽引下從木板的頂端由靜止滑下，光電門1、2記錄遮光時間分別為Δt₁和Δt₂。遮光條寬度為d。

（1）若用此裝置驗證牛頓第二定律，且認為滑塊A受到外力的合力等于B重物的重力，除平衡摩擦力外，還必須滿足      ；在實驗中測得的滑塊運動的加速2度等于            。
（2）如果已經平衡了摩擦力，         （選填“能”或“不能”）用此裝置驗證A、B組成的系統機械能守恒，理由是              。

Answer 1

（1）M》m               (各2分)
（2）不能     有摩擦力做功       (各2分)

試題分析：（1）以A、B組成的系統為研究對象，平衡摩擦后，對A有：，聯立解得：，所以當M》m時，；滑塊經過兩光電門的速度分別為、，根據勻變速運動的規律可得：，解得：
（2）雖然平衡了摩擦力，但摩擦力并沒有消失，在滑塊運動的過程中有摩擦力做功，故系統機械能不守恒，所以不能用此裝置驗證系統機械能守恒。