Question

为了验证动能定理，某学习小组在实验室组装了如图的装置外，还备有下列器材：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，用细线通过滑轮挂上空的小桶时，滑块处于静止状态。要完成该实验，则：

⑴还缺少的实验器材是       。

⑵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      ，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       。

⑶在⑵问的基础上，让小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，测出该两点的间距为L、打下该两点时滑块的速度大小为v₁、v₂（v₁< v₂），已知当地的重力加速度为g。写出实验要验证的动能定理表达式        （用题中所给的字母表示）。

Answer

⑴刻度尺⑵沙和小桶的总质量远小于滑块的质量，平衡摩擦力

⑶ 或

【解析】

试题分析：（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，故还要刻度尺；

（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

对小车，有，解得：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；

（3）重力做功为mgl，动能增加量为,故要验证：

解得

考点：考查了验证动能定理