Question

【題目】某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲“探究合力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、滑塊、細(xì)砂。當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小砂桶時(shí)，釋放小柄，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度大小為g。若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：

(1)你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有__________、________ 。

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，__________ (填“需要”或“不需要”)滿足“砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量”，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是 ______________ 。

(3)在(2)的基礎(chǔ)上，某同學(xué)測(cè)量出滑塊的質(zhì)量為M。往砂桶中裝入適量的細(xì)砂，測(cè)得此時(shí)砂和砂桶的總質(zhì)量為m。讓砂桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)。測(cè)出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小與 ()。則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 _________________________。(用題中的字母表示)

Answer 1

【答案】天平； 刻度尺； 需要； 平衡摩擦力； ；

【解析】

（1、3）實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證動(dòng)能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動(dòng)能，以小車為對(duì)象驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，合外力做的功為，小車動(dòng)能的變化量為：，所以我們需要驗(yàn)證，故還要天平測(cè)量質(zhì)量和刻度尺測(cè)量L；

（2）小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一段墊高；沙和沙桶加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對(duì)細(xì)線的拉力小于重力，設(shè)拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律，有對(duì)沙和沙桶，有，對(duì)小車，有，解得，故當(dāng)時(shí)，有．