Question

【题目】物理学习兴趣小组的同学在验证动能定理实验时找到了打点计时器及所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小车、沙桶和细沙、长木板及滑轮，他们组装了一套如图所示的装置。当小车连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶, 小车处于静止状态。若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则：

(1)你认为还需要的实验器材有__________________;

(2)实验时为了保证小车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, 兴趣小组的同学用天平称量小车的质量为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, 然后让沙桶带动小车加速运动.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)

Answer 1

【答案】天平和刻度尺 远小于滑块的质量 平衡摩擦力 mgL=Mv22－Mv12

【解析】

（1）实验还需要的实验器材有：天平和刻度尺；

（2）沙和沙桶加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T，根据牛顿第二定律，对沙和沙桶，有：mg-T=ma；对滑块，有：T=Ma；解得：T=mg，故当M＞＞m时，有T≈mg；滑块下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高；
（2）总功为：mgL；动能增加量为：

因此最终要验证的数学表达式为：mgL＝．