Question

【题目】为了验证动能定理,某学习小组在实验室组装了如图所示的装置， 备有下列器材：打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、天平、刻度 尺、细沙.他们称量滑块的质量为、沙和小桶的总质量为m 当滑块连接上纸带，让细线跨过滑轮并悬挂空的小桶时滑块处于静止状态。要完成该实验，请冋答下列问题：

（1）实验时为保证细线拉力等于滑块所受的合外力，需要做的步骤是_____。实验时为保证滑块受到的力与沙、小桶的总重力大小基本相等，沙和小桶的总质量应满足的实验条件是__________.

（2）在满足（1）)问的条件下，让小桶带动滑块加速运动，如图所示为打点 计时器所打的纸带的一部分，图中A、B、C、D、E是按时间先后顺序确 定的计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,相邻计数点间的距离标 注在图上，当地重力加速度为g,则滑块在B、D两点间运动时，合力 对滑块做的功W为 _____ ,滑块动能的变化为__________（用题中所给的表示数据的字母表示）.

Answer 1

【答案】平衡摩擦力 沙和小桶的总质量远小于滑块的质量

【解析】

(1)[1]在该实验中，为了保证细线拉力等于滑块所受的合外力，首先要将木板一端抬高，以平衡摩擦力。

[2]设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：F=Ma，对砂桶和砂有：mg-F=ma，由此解得：

由此可知当M＞＞m时，砂和砂桶的重力等于绳子的拉力，所以若使绳子拉力近似等于沙和沙桶的重力，应满足的条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，即m＜＜M。

(2) [1]滑块在运动过程中外力做功为：W=mg（x2+x3）。

[2]根据推论可知B点的瞬时速度为：，C点的瞬时速度为：。动能的增加量为：