Question

【題目】某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證“動能定理”，他們在實(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、小木塊、細(xì)沙、刻度尺．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)，則：

（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和沙桶的總重力大小基本相等，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m．讓沙桶帶動滑塊加速運(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)中測量得到的物理量）．

Answer 1

【答案】
（1）天平
（2）沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量,平衡摩擦力
（3）mgL= Mv22﹣ Mv12
【解析】解：（1）在實(shí)驗(yàn)中，需要測量滑塊、沙和沙桶的質(zhì)量，所以還需要天平．（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，需要保證沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，即M＞＞m，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要平衡滑塊受到的摩擦力．（3）由動能定理得：W=△EK，拉力做的功：W=mgL，

則實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：mgL= Mv22﹣ Mv12；

故答案為：（1）天平，（2）沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，平衡摩擦力；（3）mgL= Mv22﹣ Mv12

（1）該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證拉力做的功與滑塊動能的變化是否相等，從而驗(yàn)證動能定理．根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理來分析需要的器材；（2）實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力，使滑塊受到的合力等于沙和沙桶的重力；只有在滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于沙和沙桶總質(zhì)量的情況下，才可近似認(rèn)為滑塊受到的拉力等于沙和沙桶的重力．（3）將滑塊的瞬時(shí)速度，代入動能定理表達(dá)式即可正確解題．