题目内容
【题目】某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置.
(1)实验中所用电磁打点计时器是一种使用________(填“交流”或“直流”)电源的计时仪器,它的工作电压是4-6 V,当电源的频率为50 Hz时,它每隔________ s打一次点.
(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是________,实验时首先要做的步骤是________.
(3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量为M;往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量为m;让沙桶带动滑块加速运动.用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则本实验最终要验证的数学表达式为________.(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)
【答案】(1)交流;0.02;(2)沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量;平衡摩擦力; (3)mgL=Mv-Mv.
【解析】
(1)实验中所用电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它的工作电压是4-6V,当电源的频率为50Hz时,它每隔0.02s打一次点。
(2)根据牛顿第二定律得,mg=(M+m)a,解得,则绳子的拉力 ,知当沙桶(含沙)总质量远小于滑块质量时,滑块所受的拉力等于沙桶的总重力.实验前需平衡摩擦力.
(3)滑块动能的变化量为Mv22Mv12,则验证拉力做功与滑块动能变化量是否相等,即mgL=Mv22Mv12.
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