Question

【題目】某探究學習小組的同學欲“探究合力做功與動能變化的關(guān)系”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、滑塊、細砂。當滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小砂桶時，釋放小柄，滑塊處于靜止狀態(tài)，重力加速度大小為g。若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則：

(1)你認為還需要的實驗器材有__________、________ 。

(2)實驗時，__________ (填“需要”或“不需要”)滿足“砂和砂桶的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量”，實驗時首先要做的步驟是 ______________ 。

(3)在(2)的基礎(chǔ)上，某同學測量出滑塊的質(zhì)量為M。往砂桶中裝入適量的細砂，測得此時砂和砂桶的總質(zhì)量為m。讓砂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。測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小與 ()。則本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為 _________________________。(用題中的字母表示)

Answer 1

【答案】天平； 刻度尺； 需要； 平衡摩擦力； ；

【解析】

（1、3）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，以小車為對象驗證“動能定理”，合外力做的功為，小車動能的變化量為：，所以我們需要驗證，故還要天平測量質(zhì)量和刻度尺測量L；

（2）小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應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；沙和沙桶加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對細線的拉力小于重力，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，故當時，有．