Question

某高中探究學習小組欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝囂，置于長木板上的滑塊一開始處于靜止狀態，A、B是兩個光電門，用細線將滑塊通過一個定滑輪與一小沙桶相連，小沙桶內放適量細沙，釋放小桶，讓滑塊做加速運動．
（1）本實驗中有一個重要的疏漏是

沒有平衡摩擦力

．
（2）本實驗除了需要測量滑塊經過光電門 A、B處的速度v₁、v₂之外，還需要測量的物理量有

物體的質量M沙桶和沙的質量m、AB間的距離L

（每個物理量都要標上相應的字母）
（3）本實驗最終要驗證的數學表達式為

mgL=

1

2

M

v

3 2

-

1

2

M

v

2 1

（請用v₁、v₂和第（2）問中物理量表示）．

Answer 1

分析：本題的關鍵是明確本實驗的實驗原理和方法，明確平衡摩擦力的目的是使物體受到的合力等于細線的拉力，再就是保證m＜＜M的目的是細線的拉力近似等于沙桶好沙的重力mg．

解答：解：（1）動能定理中的功應是合力的故，所以若要使細線的拉力為合力則必須首先平衡摩擦力，所以實驗的重要疏漏是沒有平衡摩擦力．
（2）根據

E

k

=

1

2

mv

2

及W=FL可知，除速度

v

1

和v

2

外，還需要測量的物理量是物體的質量M及沙桶和沙的質量m，以及A與B間的距離L．
（3）在滿足m＜＜M的條件下，最終應驗證表達式：mgL=

1

2

Mv

2 2

-

1

2

Mv

2 1

故答案為：（1）沒有平衡摩擦力
（2）物體的質量M及沙桶和沙的質量m，以及A與B間的距離L．
（3）mgL=

1

2

Mv

2 2

-

1

2

Mv

2 1

點評：對實驗問題，關鍵是明確實驗原理，然后根據相應的物理規律求解討論即可．