Question

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v₁与v₂（v₁< 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）．

Answer 1

①刻度尺、天平②沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，平衡摩擦③mgL＝M−M解析：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。

考点：验证机械能守恒定律、探究功与速度变化的关系．