Question

按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
(1)（8分）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，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙，当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态,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) 实验时为了保证滑块受到的合力与沙和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vl与v2 (vl< 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）。

2、①某同学用如题图34-2所示的装置来探究机械能守恒定律：实验中，得到了甲、乙、丙三条实验纸带，如图34-3所示，则应选_____纸带好。

在实验中若所用重物的质量为1.00kg，当地的重力加速度为g=9.80m/s²，在某次实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图34-4所示，把第一个点记作O ，另选取连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm，70.18cm，77.76cm、85.73cm。
②根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于____J，动能的增加量等于____J（取三位有效数字）.
③由以上的计算结果可看出，重物由O点运动到C点，重力势能的减少量     于动能的增加量，试简单阐述造成这一结果的两个理由            、             。

Answer 1

1(1) 天平，刻度尺(2分）
(2) 沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量（2分），平衡摩擦力（2分）
(3)  （2分）
2①甲（2分）      ②  7.62    7.57(7.56也给分)   （每空2分）   
③ 大（2分）   理由有：由于空气的阻力；纸带与打点计时器之间有摩擦。

解答：解：（1）实验要验证动能增加量和总功是否相等，故需要求出总功和动能，故还要天平和刻度尺；
故答案为：刻度尺、天平；
（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，有
对沙和沙桶，有 mg-T=ma
对小车，有 T=Ma，解得，T=mg，故当M＞＞m时，有T≈mg
小车下滑时受到重力、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；
故答案为：沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，平衡摩擦；
（3）总功为：mgL，动能增加量为：M-M
故答案为：mgL=M-M．
2、①自由落体运动0.02s的距离为，所以应选择甲纸带好
②根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于J，重物到C点的速度为，，所以动能的增加量等于，
③由以上的计算结果可看出，重物由O点运动到C点，重力势能的减少量大于动能的增加量，造成这一结果的原因有：各种阻力（空气阻力、纸带与打点计时器间的阻力）