题目内容
（2007?佛山二模）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一台，导线、复写纸、纸带、细沙若干．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）还需要补充的实验器材是
（2）某同学的实验步骤如下：用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L，算出这两点的速度v1与v2．要完成本实验，还缺哪些实验步骤或应控制的实验条件？若用如上的字母代表实验中测量到的物理量，写出本实验最终要验证的数学表达式．
（3）若挑选的一条点迹清晰的纸带如下，且已知滑块的质量为M，沙和沙桶的总质量为m，相邻两个点之间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为S1、S2、S3、S4、S5（图中未标出S3、S4、S5），则由此可求得纸带上由B点到E点所对应的过程中，沙和沙桶的重力所做的功W=
M[(
)2-(
)2]
M[(
)2-(
)2]．（结果用题中已知物理量的字母表示）
（1）还需要补充的实验器材是
天平；刻度尺；小木块
天平；刻度尺；小木块
．（2）某同学的实验步骤如下：用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L，算出这两点的速度v1与v2．要完成本实验，还缺哪些实验步骤或应控制的实验条件？若用如上的字母代表实验中测量到的物理量，写出本实验最终要验证的数学表达式．
（3）若挑选的一条点迹清晰的纸带如下，且已知滑块的质量为M，沙和沙桶的总质量为m，相邻两个点之间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为S1、S2、S3、S4、S5（图中未标出S3、S4、S5），则由此可求得纸带上由B点到E点所对应的过程中，沙和沙桶的重力所做的功W=
mg（s4-s1）
mg（s4-s1）
；该滑块动能改变量的表达式为△EK=| 1 |
| 2 |
| S5-S3 |
| 2T |
| S2 |
| 2T |
| 1 |
| 2 |
| S5-S3 |
| 2T |
| S2 |
| 2T |
分析：根据重力做功特点以及功能关系，熟练应用匀变速直线运动规律，正确进行验证机械能守恒定律的数据处理．
解答：解：（1）因挂上空桶时滑块静止时，说明滑块受到摩擦力作用，应首先平衡摩擦力，这样滑块受到的合力即为绳对小车的拉力．要求总功和动能需要知道小木块的质量和小木块的位移，故应需要有刻度尺、天平和小木块．
（2）根据重力做功特点可知，重力做功等于重力与位移的积，即：W=mg（s4-s1）
（3）根据匀变速直线运动的特点有：
B点速度为：vB=
vE=
所以动能增量为：△EK=
M[(
)2-(
)2]或△EK=
[(S5-S3)2-
]
根据功能关系可知，若重力做功和动能增量基本相等，则说明机械能是守恒的．
故答案为：（1）天平； 刻度尺； 小木块
（2）所缺的步骤：先将空的小沙桶从滑轮上取下，用天平测定小沙桶的质量m′，再将空的小沙桶挂回，用小木块将长木板的左端稍稍垫起，直至轻推滑块，滑块能在水平长木板上匀速滑行为止．实验中保持m＜＜M．本实验最终要验证的数学表达式(m-m′)gL=
M
-
M
（3）W=mg（s4-s1）
△EK=
M[(
)2-(
)2]或△EK=
[(S5-S3)2-
]
（2）根据重力做功特点可知，重力做功等于重力与位移的积，即：W=mg（s4-s1）
（3）根据匀变速直线运动的特点有：
B点速度为：vB=
| S2 |
| 2T |
vE=
| S5-S3 |
| 2T |
所以动能增量为：△EK=
| 1 |
| 2 |
| S5-S3 |
| 2T |
| S2 |
| 2T |
| m |
| 8T2 |
| S | 2 2 |
根据功能关系可知，若重力做功和动能增量基本相等，则说明机械能是守恒的．
故答案为：（1）天平； 刻度尺； 小木块
（2）所缺的步骤：先将空的小沙桶从滑轮上取下，用天平测定小沙桶的质量m′，再将空的小沙桶挂回，用小木块将长木板的左端稍稍垫起，直至轻推滑块，滑块能在水平长木板上匀速滑行为止．实验中保持m＜＜M．本实验最终要验证的数学表达式(m-m′)gL=
| 1 |
| 2 |
| v | 2 2 |
| 1 |
| 2 |
| v | 2 1 |
（3）W=mg（s4-s1）
△EK=
| 1 |
| 2 |
| S5-S3 |
| 2T |
| S2 |
| 2T |
| m |
| 8T2 |
| S | 2 2 |
点评：注意动能定理中功是总功或合力做的功的含义，及平衡摩擦力的用意．本题考查了实验的基础操作，以及利用功能关系和匀变速直线运动规律来处理数据，较好的考查了学生对基础知识、基本规律的掌握情况．
练习册系列答案
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