Question

如圖甲是驗證動能定理的裝置，除圖示器材外，還有打點(diǎn)計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙，天平和細(xì)沙．
①你認(rèn)為還需要的實驗器材有______．
②實驗時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，應(yīng)滿足的實驗條件是______，實驗時首先要做的步驟是______．
③圖乙是滑塊（質(zhì)量為M）在沙和沙桶的總質(zhì)量為m條件下做勻加速直線運(yùn)動的紙帶．測量數(shù)據(jù)已用字母表示在圖中，打點(diǎn)計時器的打點(diǎn)周期為T．則本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為______B-

x

2A

4T2）

Answer 1

【答案】分析：①處理實驗數(shù)據(jù)時，需要求出滑塊的速度，需要用刻度尺測出紙帶上兩計數(shù)點(diǎn)間的距離；
②實驗前要平衡摩擦力，使滑塊受到的合力等于沙和沙桶的重力；只有在滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于沙和沙桶總質(zhì)量的情況下，才可近似認(rèn)為滑塊受到的拉力等于沙和沙桶的重力．
③由勻變速運(yùn)動的推論求出滑塊的瞬時速度，代入動能定理表達(dá)式即可正確解題．
解答：解：①處理實驗數(shù)據(jù)時需要測出計數(shù)點(diǎn)間的距離，因此實驗還需要刻度尺．
②實驗時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，需要保證沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量；實驗時首先要平衡滑塊受到的摩擦力．
③做勻變速運(yùn)動的物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度，則A點(diǎn)的速度v_A=，B點(diǎn)的速度v_B=，
由動能定理得：mgx_AB=Mv_B²-Mv_A²=M（），則實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：mgx_AB=M（）；
故答案為：①刻度尺；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．③mgx_AB=M（）．
點(diǎn)評：該題考查了力學(xué)實驗的基本操作和數(shù)據(jù)處理，正確解答這些問題的關(guān)鍵是明確實驗原理，提高應(yīng)用基本物理規(guī)律解決實驗問題的能力．