Question

13．某学习小组在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，他们在实验室组装了一套如图装置，另外还有交流电源、导线、复写纸、细沙都没画出来．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．如果要完成该项实验，则：
（1）还需要的实验器材是CD
A．弹簧秤           B．秒表          C．刻度尺          D．天平
（2）进行实验操作时，首先要做的重要步骤是平衡摩擦力． 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远小于（填“远大于”或“远小于”）滑块的质量．

Answer 1

分析 （1）根据实验原理，得到需要验证的表达式，从而确定需要的器材；
（2）实验要测量滑块动能的增加量和合力做的功，用沙和沙桶的总质量表示滑块受到的拉力，对滑块受力分析，受到重力、拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，必须使重力的下滑分量等于摩擦力；同时重物加速下降，处于失重状态，故拉力小于重力，可以根据牛顿第二定律列式求出拉力表达式分析讨论；

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；
故选：CD；
（2）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，方法是将长木板的一段垫高；
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
对小车，有：T=Ma
解得：T=$\frac{M}{M+m}$mg
故当M＞＞m时，有T≈mg，故沙和沙桶的总质量应满足远小于小车的质量．
故答案为：（1）CD；（2）平衡摩擦力．远小于

点评 本题关键是根据实验原理并结合牛顿第二定律和动能定理来确定要测量的量、实验的具体操作方法和实验误差的减小方法，明确平衡摩擦力的意义以及方法．