Question

【题目】为了验证动能定理，某学习小组在实验室组装了如图的装置外，还备有下列器材：打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、天平、细砂．他们称量滑块的质量为 M、细砂和小桶的总质量为 m．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小桶时，滑块处于静止状态．要完成该实验，则：

（1）还缺少的实验器材是 ．
（2）实验时为保证滑块受到的合力与细砂、小桶的总重力大小基本相等，细砂和小桶的总质量应满足的实验条件是 ， 实验时为保证细线拉力等于滑块所受的合外力，首先要做的步骤是 ．
（3）在（2）问的基础上，让小桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出该两点的间距为 L、打下该两点时滑块的速度大小为 v1、v2（ v1＜v2），已知当地的重力加速度为 g．写出实验要验证的动能定理表达式（用题中所给的字母表示）．

Answer 1

【答案】
（1）刻度尺
（2）细砂和小桶的总质量远小于滑块的质量,平衡摩擦力
（3）mgL=
【解析】解：（1）实验中需要通过刻度尺测量点迹间的距离，从而得出滑块运动的距离以及滑块的速度，所以还缺少的实验器材是刻度尺．（2）对整体分析，加速度a= ，隔离分析，绳子的拉力F=Ma= ，可知要使绳子的拉力等于小桶的总重力，需满足细砂和小桶的总质量远小于滑块的质量，要使绳子的拉力等于滑块的合力，首先要做的步骤是平衡摩擦力．（3）合力做功为mgL，滑块动能的变化量为 ，则验证的动能定理表达式为mgL= ．

故答案为：（1）刻度尺；（2）细砂和小桶的总质量远小于滑块的质量，平衡摩擦力；（3）mgL= ．

（1）根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定还需要的器材．（2）根据整体法和隔离法得出绳子拉力的表达式，从而分析拉力等于小桶总重力满足的条件，要使绳子的拉力等于滑块的合力，需要平衡摩擦力．（3）根据合力做功等于动能的变化量列出验证的动能定理表达式．