Question

為了驗證動能定理，某學(xué)習(xí)小組在實驗室組裝了如圖的裝置外，還備有下列器材：打點計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、天平、細(xì)沙。他們稱量滑塊的質(zhì)量為M、沙和小桶的總質(zhì)量為m。當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小桶時，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。要完成該實驗，則：

⑴還缺少的實驗器材是       。
⑵實驗時為保證滑塊受到的合力與沙、小桶的總重力大小基本相等，沙和小桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件是      ，實驗時為保證細(xì)線拉力等于滑塊所受的合外力，首先要做的步驟是       。
⑶在⑵問的基礎(chǔ)上，讓小桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出該兩點的間距為L、打下該兩點時滑塊的速度大小為v₁、v₂（v₁< v₂），已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g。寫出實驗要驗證的動能定理表達(dá)式        （用題中所給的字母表示）。

Answer 1

⑴刻度尺⑵沙和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，平衡摩擦力
⑶ 或

試題分析：（1）實驗要驗證動能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動能，故還要刻度尺；
（2）沙和沙桶加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對細(xì)線的拉力小于重力，設(shè)拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律，有
對沙和沙桶，有
對小車，有，解得：故當(dāng)M＞＞m時，有T≈mg；小車下滑時受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一段墊高；
（3）重力做功為mgl，動能增加量為,故要驗證：
解得
點評：本題關(guān)鍵是根據(jù)實驗原理并結(jié)合牛頓第二定律和動能定理來確定要測量的量、實驗的具體操作方法和實驗誤差的減小方法．