Question

【題目】為了驗(yàn)證動能定理，某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室組裝了如圖的裝置外，還備有下列器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、天平、細(xì)砂．他們稱量滑塊的質(zhì)量為 M、細(xì)砂和小桶的總質(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(shí)，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．要完成該實(shí)驗(yàn)，則：

（1）還缺少的實(shí)驗(yàn)器材是 ．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)為保證滑塊受到的合力與細(xì)砂、小桶的總重力大小基本相等，細(xì)砂和小桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是 ， 實(shí)驗(yàn)時(shí)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 ．
（3）在（2）問的基礎(chǔ)上，讓小桶帶動滑塊加速運(yùn)動，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測出該兩點(diǎn)的間距為 L、打下該兩點(diǎn)時(shí)滑塊的速度大小為 v1、v2（ v1＜v2），已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?g．寫出實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的動能定理表達(dá)式（用題中所給的字母表示）．

Answer 1

【答案】
（1）刻度尺
（2）細(xì)砂和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量,平衡摩擦力
（3）mgL=
【解析】解：（1）實(shí)驗(yàn)中需要通過刻度尺測量點(diǎn)跡間的距離，從而得出滑塊運(yùn)動的距離以及滑塊的速度，所以還缺少的實(shí)驗(yàn)器材是刻度尺．（2）對整體分析，加速度a= ，隔離分析，繩子的拉力F=Ma= ，可知要使繩子的拉力等于小桶的總重力，需滿足細(xì)砂和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，要使繩子的拉力等于滑塊的合力，首先要做的步驟是平衡摩擦力．（3）合力做功為mgL，滑塊動能的變化量為 ，則驗(yàn)證的動能定理表達(dá)式為mgL= ．

故答案為：（1）刻度尺；（2）細(xì)砂和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，平衡摩擦力；（3）mgL= ．

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測量的物理量，從而確定還需要的器材．（2）根據(jù)整體法和隔離法得出繩子拉力的表達(dá)式，從而分析拉力等于小桶總重力滿足的條件，要使繩子的拉力等于滑塊的合力，需要平衡摩擦力．（3）根據(jù)合力做功等于動能的變化量列出驗(yàn)證的動能定理表達(dá)式．