Question

【題目】某探究學習小組的同學欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙．當滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止狀態．若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則：

（1）你認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，沙和沙桶的總質量應滿足的實驗條件是 ， 實驗時首先要做的步驟是 ．
（3）在（2）的基礎上，某同學用天平稱量滑塊的質量M．往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質量m．讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2（v1＜v2）．則本實驗最終要驗證的數學表達式為（用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量）．

Answer 1

【答案】
（1）刻度尺,天平
（2）沙和沙桶的質量遠小于滑塊的質量,平衡摩擦力
（3）mgL= M（v22﹣v12）
【解析】解：（1）實驗要驗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，其對細線的拉力小于重力，設拉力為T，根據牛頓第二定律，有

對沙和沙桶，有 mg﹣T=ma

對小車，有 T=Ma

則

故當m＜＜M時，有T≈mg；

實驗時首先要做的步驟是平衡摩擦力．（3）合力功為mgL，實驗探究合力功與動能變化的關系，所以本實驗最終要驗證的數學表達式為mgL= M（v22﹣v12）．

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