Question

某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證動(dòng)能定理，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、滑塊、細(xì)沙。當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時(shí)，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。

（1） 你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有____________。

（2） 實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大小基本相等，細(xì)沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是___________________，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是________________。

（3） 在（2）的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量為M。往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量為m。讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)。用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測(cè)出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2（v1<v2）。則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為______________。（用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得到的物理量）

 

Answer 1

（1）天平 刻度尺 （2）遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量；平衡摩擦力 （3）mgL=M（）

【解析】

試題分析：（1）由于實(shí)驗(yàn)中需要計(jì)算動(dòng)能，所以必須測(cè)量沙桶和滑塊的質(zhì)量，故需要天平；實(shí)驗(yàn)中需根據(jù)紙帶計(jì)算滑塊的速度，故需要毫米刻度尺

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)要先平衡摩擦力，平衡摩擦力后，滑塊和沙桶的加速度相同，由牛頓第二定律可知，，解得，所以滑塊受到的合力T近似等于沙桶的重力，需滿足，即滿足

（3） 由于滑塊受到的合力T近似等于沙桶的重力，沙桶減少的重力勢(shì)能等于滑塊增加的動(dòng)能，所以有．

考點(diǎn)：驗(yàn)證動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)的原理和數(shù)據(jù)處理．