Question

（1）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脱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，测出这两点的间距三和这两点的速度大小v_l与v₂ （v_l＜v₂）．则本实验最终要验证的数学表达式为______

2-

1

2

mV

2 1

Answer

（1）本题需要求出合力对滑块做的总功及小球获得的动能，然后看总功与动能的变化是否相等．
（2）若采用甲图电路，可以将电流表与电池看做一等效电源，此时测得的电动势与真实值相同，测得的内电阻等于电池内电阻与电流表电阻之和，因电池内电阻较小与电流表内阻接近，导致相对误差较大，因此应用乙电路．
【解析】
（1）：1）、因挂上空桶时滑块静止时，说明滑块受到摩擦力作用，应首先平衡摩擦力，这样滑块受到的合力即为绳对小车的拉力．要求总功和动能需要知道滑块的质量和滑块的位移，故应需要有天平和刻度尺．
故答案为：天平和刻度尺．
2）、设沙和沙桶质量为M，滑块质量为m，对沙和沙桶由牛顿第二定律得Mg-=Ma，再对滑块应得=ma，两式联立==，变形可得=，可见只有当M＜＜m时，=Mg，再有上面分析知，只有平衡摩擦力后滑块受的合力才等于绳的拉力．
故答案为：沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，平衡摩擦力．
3）、对滑块由动能定理得：L=，又，代入可得：MgL=
故答案为：MgL=
（2）1）、若采用甲图电路，可以将电流表与电池看做一等效电源，此时测得的电动势与真实值相同，测得的内电阻等于电池内电阻与电流表电阻之和，因电池内电阻较小与电流表内阻接近，导致相对误差较大，因此应用乙电路．
故答案为：乙．
2）、因旧电池不允许大电流放电，电流变应选0.6A的量程，由闭合电路欧姆定律及电流表能精确读数的要求应满足0.2可得4Ω≤R≤14Ω，因此变阻器应选D．
故答案为：D．
3）、按乙电路图连接实物图，注意正负极和量程．答案如图．
4）、由U-I图象知E应等于纵轴截距，即：E=3V，r应等于图线斜率绝对值，
即：r==0.75Ω．
故答案为：3V或3.0V，0.75Ω．