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．

(1)实验中所用电磁打点计时器是一种使用________(填“交流”或“直流”)电源的计时仪器，它的工作电压是4－6 V，当电源的频率为50 Hz时，它每隔________ s打一次点．

(2)实验时为了保证滑块受到的合力与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为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为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)交流；0.02；(2)沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量；平衡摩擦力； (3)mgL＝Mv－Mv.

【解析】

（1）实验中所用电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它的工作电压是4-6V，当电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点。

（2）根据牛顿第二定律得，mg=（M+m）a，解得，则绳子的拉力 ，知当沙桶（含沙）总质量远小于滑块质量时，滑块所受的拉力等于沙桶的总重力．实验前需平衡摩擦力．

（3）滑块动能的变化量为Mv22−Mv12，则验证拉力做功与滑块动能变化量是否相等，即mgL=Mv22−Mv12．