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。

① 實(shí)驗(yàn)中所用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用__________（填 “交流”或 “直流”）電源的計(jì)時(shí)儀器，它的工作電壓是4-6V，當(dāng)電源的頻率為50Hz時(shí)，它每隔_______s打一次點(diǎn)。
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，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交流，0.02秒 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�、� mgL＝Mv₂²－Mv₁²

解析試題分析：①由電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作原理知必須通入交流電，若頻率為50Hz，則打點(diǎn)周期是頻率倒數(shù)即0.02s②沙和沙桶加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對(duì)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，對(duì)沙和沙桶有 mg-T=ma，對(duì)小車有 T=Ma，解得,故當(dāng)M＞＞m時(shí)，有T≈mg；小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力即為合力，則應(yīng)該用重力的下滑分力來平衡摩擦力，故需將長(zhǎng)木板的無定滑輪的一端墊高以平衡摩擦力。③合力的功為W=mgL，動(dòng)能的變化為ΔE_K=Mv₂²－Mv₁²，根據(jù)動(dòng)能定理需驗(yàn)證的表達(dá)式為W=ΔE_K即 mgL＝Mv₂²－Mv₁²
考點(diǎn)：本實(shí)驗(yàn)考查“驗(yàn)證動(dòng)能定理”，實(shí)驗(yàn)中涉及到的知識(shí)點(diǎn)是牛頓第二定律，動(dòng)能定理