题目内容
为了验证动能定理，某学习小组在实验室组装了如图1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、细沙．他们称量滑块的质量为M、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，请回答下列问题：
（1）要完成本实验，还缺少的实验器材是
（2）实验时为保证滑块受到的合力与沙、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
（3）在满足（2）问的条件下，让小桶带动滑块加速运动，如图2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，则在B、D两点间对滑块用实验验证动能定理表达式为
（1）要完成本实验，还缺少的实验器材是
刻度尺
刻度尺
．（2）实验时为保证滑块受到的合力与沙、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
沙和小桶的总质量远小于滑块的质量
沙和小桶的总质量远小于滑块的质量
，实验时为保证细线拉力等于滑块所受的合外力，首先要做的步骤是平衡摩擦力
平衡摩擦力
．（3）在满足（2）问的条件下，让小桶带动滑块加速运动，如图2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，则在B、D两点间对滑块用实验验证动能定理表达式为
mg(x2+x3)=
[(x3+x4)2-(x1+x2)2]．
| M |
| 8T2 |
mg(x2+x3)=
[(x3+x4)2-(x1+x2)2]．
．（用题中所给的表示数据的字母表示）| M |
| 8T2 |
分析：（1）根据本实验的原理：需要验证mgx与△Ek的关系，需要测量位移x，用到刻度尺．
（2）为使绳子拉力为合力，应先平衡摩擦力，绳子拉力近似等于沙和沙桶的重力，应满足沙和沙桶总质量远小于滑块的质量．
（3）根据根据匀变速直线运动的推论：一段时间内的平均速度等于中点时刻的瞬时速度，求出B、D点的速度，即可得到动能定理表达式．
（2）为使绳子拉力为合力，应先平衡摩擦力，绳子拉力近似等于沙和沙桶的重力，应满足沙和沙桶总质量远小于滑块的质量．
（3）根据根据匀变速直线运动的推论：一段时间内的平均速度等于中点时刻的瞬时速度，求出B、D点的速度，即可得到动能定理表达式．
解答：解：（1）根据题意本实验需要测量滑块的位移，所以还缺少的器材是刻度尺．
（2）根据牛顿第二定律可知当沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量时，绳子拉力才近似等于沙和沙桶的重力，所以沙和沙桶应满足的实验条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，由受力分析可知，为保证细线拉力为木块的合外力，首先要做的是平衡摩擦力．
（3）在B、D两点间，根据动能定理实验要验证的表达式为：mg（x2+x3）=
M
-
M
而根据匀变速直线运动的推论得知，vB=
，vD=
联立解得：mg(x2+x3)=
[(x3+x4)2-(x1+x2)2]．
故答案为：（1）刻度尺；（2）沙和小桶的总质量远小于滑块的质量，平衡摩擦力；（3）mg(x2+x3)=
[(x3+x4)2-(x1+x2)2]．
（2）根据牛顿第二定律可知当沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量时，绳子拉力才近似等于沙和沙桶的重力，所以沙和沙桶应满足的实验条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，由受力分析可知，为保证细线拉力为木块的合外力，首先要做的是平衡摩擦力．
（3）在B、D两点间，根据动能定理实验要验证的表达式为：mg（x2+x3）=
| 1 |
| 2 |
| v | 2 D |
| 1 |
| 2 |
| v | 2 B |
而根据匀变速直线运动的推论得知，vB=
| x1+x2 |
| 2T |
| x3+x4 |
| 2T |
联立解得：mg(x2+x3)=
| M |
| 8T2 |
故答案为：（1）刻度尺；（2）沙和小桶的总质量远小于滑块的质量，平衡摩擦力；（3）mg(x2+x3)=
| M |
| 8T2 |
点评：明确实验原理是解决实验问题的关键，本实验的关键是两个问题，一个是怎样才能使滑块受到的合力是绳子的拉力，再一个是怎样才能使绳子拉力近似等于小桶的重力．
练习册系列答案
相关题目
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、细沙．他们称量滑块的 质量为M、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．实验时为保证滑块受到的合力与沙、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
D两点间对滑块用实验验证动能定理表达式为 .(用题中所给的表示数据的字母表示)
