Question

【題目】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，另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫(xiě)紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過(guò)滑輪掛上空的小沙桶時(shí)，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：

（1）你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有 ．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙和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

【答案】
（1）刻度尺,天平
（2）沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量,平衡摩擦力
（3）mgL= M（v22﹣v12）
【解析】解：（1）實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證動(dòng)能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動(dòng)能，故還要天平和刻度尺；

所以為：天平，刻度尺；（2）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(mén)，根據(jù)牛頓第二定律，有

對(duì)沙和沙桶，有 mg﹣T=ma

對(duì)小車(chē)，有 T=Ma

則

故當(dāng)m＜＜M時(shí)，有T≈mg；

實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是平衡摩擦力．（3）合力功為mgL，實(shí)驗(yàn)探究合力功與動(dòng)能變化的關(guān)系，所以本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為mgL= M（v22﹣v12）．

所以答案是：（1）刻度尺，天平 （2）沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量 平衡摩擦力 （3）mgL= M（v22﹣v12）