Question

為了驗(yàn)證動能定理，某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室組裝了如圖的裝置外，還備有下列器材：打點(diǎn)計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、天平、細(xì)沙。他們稱量滑塊的質(zhì)量為M、沙和小桶的總質(zhì)量為m。當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小桶時，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。要完成該實(shí)驗(yàn)，則：

⑴還缺少的實(shí)驗(yàn)器材是       。
⑵實(shí)驗(yàn)時為保證滑塊受到的合力與沙、小桶的總重力大小基本相等，沙和小桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是      ，實(shí)驗(yàn)時為保證細(xì)線拉力等于滑塊所受的合外力，首先要做的步驟是       。
⑶在⑵問的基礎(chǔ)上，讓小桶帶動滑塊加速運(yùn)動，用打點(diǎn)計時器記錄其運(yùn)動情況，在打點(diǎn)計時器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測出該兩點(diǎn)的間距為L、打下該兩點(diǎn)時滑塊的速度大小為v₁、v₂（v₁< v₂），已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g。寫出實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的動能定理表達(dá)式        （用題中所給的字母表示）。

Answer 1

⑴刻度尺⑵沙和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，平衡摩擦力
⑶ 或

試題分析：（1）實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證動能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動能，故還要刻度尺；
（2）沙和沙桶加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對細(xì)線的拉力小于重力，設(shè)拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律，有
對沙和沙桶，有
對小車，有，解得：故當(dāng)M＞＞m時，有T≈mg；小車下滑時受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)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；
（3）重力做功為mgl，動能增加量為,故要驗(yàn)證：
解得
點(diǎn)評：本題關(guān)鍵是根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理并結(jié)合牛頓第二定律和動能定理來確定要測量的量、實(shí)驗(yàn)的具體操作方法和實(shí)驗(yàn)誤差的減小方法．