Question

某探究学习小组的同学欲验证动能定理，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．

若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：

 

(1)、你认为还需要的实验器材有____________．

(2)、实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质

量应满足的实验条件是__________________________，实验时首先要做的步骤是

________________．

(3)、在(2)的基础上，某同学用天平称量滑块的质量为M.往沙桶中装入适量的细沙，用

天平称出此时沙和沙桶的总质量为m.让沙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，测出这两点的间距L和这两点的

速度大小v1与v2(v1＜v2)．则本实验最终要验证的数学表达式为______________．(用

题中的字母表示实验中测量得到的物理量)

Answer 1

【答案】 (1)天平、刻度尺　(2)沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量　平衡摩擦力　

(3)

【解析】

（1）实验要验证动能增加量和总功是否相等，故需要求出总功和动能，故还要天平和刻度尺；

（2）沙和沙桶加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T，根据牛顿第二定律，有

对沙和沙桶，有mg-T=ma

对滑块，有T=Ma

解得

故当M＞＞m时，有T≈mg

滑块下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高；

（3）总功为：mgL

动能增加量为：。

【考点】探究功与速度变化的关系