Question

18．用如圖（甲）所示的實驗裝置來驗證動能定理，

（a）該裝置中的錯誤有：
①細線應(yīng)與木板平行②打點計時器需要用交流電源③釋放小車時應(yīng)讓小車從靠近計時器處釋放．
（b）糾正裝置錯誤后，為消除摩擦力的影響，實驗前必須進行平衡摩擦力：將小車水平靜止地放在長木板上，把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高，如圖（乙），直到小車被輕推后做勻速直線運動為止．
（c）消除摩擦力的影響后，重新進行正確的操作，設(shè)砂與砂桶的質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，從靜止釋放小車，測得小車運動距離S，小車速度為v，設(shè)重力加速度為g，（設(shè)M＞＞m），則驗證動能定理的表達式為：mgS=$\frac{1}{2}M{v}^{2}$（用所給的字母表達）．

Answer 1

分析 （1）分析實驗的原理圖，根據(jù)實驗中的注意事項及減小誤差的方法等分析本實驗存在的問題；
（2）小車由靜止下滑，說明重力沿斜面的分力大于摩擦力，因此平衡過度，當(dāng)小車帶動紙帶勻速下滑時說明平衡摩擦力；
（3）實驗要測量滑塊動能的增加量和合力做的功，求出合力的功和動能的增加量即可．

解答 解：（1）安裝儀器時我們需要注意：①細線應(yīng)與木板平行，保證拉力在小車前進的方向上；
②打點計時器需要用交流電源；
③釋放小車時應(yīng)讓小車從靠近計時器處釋放，在紙帶上打上盡量多的點；
（2）為消除摩擦力的影響，實驗前必須進行平衡摩擦力：將小車水平靜止地放在長木板上，把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高，直到小車被輕推后做勻速直線運動為止；
（3）合外力做的功為：mgS，動能增加量為$\frac{1}{2}M{v}^{2}$，則本實驗需驗證的數(shù)學(xué)表達式為mgS=$\frac{1}{2}M{v}^{2}$．
故答案為：（1）①細線應(yīng)與木板平行；②打點計時器需要用交流電源；③釋放小車時應(yīng)讓小車從靠近計時器處釋放；（2）被輕推后做勻速直線運動為止；（3）mgS=$\frac{1}{2}M{v}^{2}$．

點評 本題考查了實驗裝置分析，知道實驗原理與實驗注意事項、分析清楚圖示實驗情景即可正確解題，難度適中．