Question

某探究学习小组的同学欲验证动能定理，他们在实验室已组装了一套如图1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一台，天平、导线、复写纸、纸带、细沙若干．
（1）为了用细线的拉力表示小车受到的合外力，可以改变木板的倾角，以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力．简要说明你平衡摩擦力的方法．______．
（2）还需要的实验器材是______．
（3）假设用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时已完成了平衡摩擦力的操作．在沙桶中放适量的沙进行实验，且已知小车的质量为M，沙和沙桶的总质量为m（M远大于m），若挑选一条点迹清晰的纸带如图2所示，相邻两个点之间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为S₁、S₂、S₃、S₄、S₅（图中未标出S₃、S₄、S₅），则由此可求得纸带上由B点到E点所对应的过程中，滑块合力所做的功约为W=______

4

-S

1

）

Answer

本题（1）的关键是明确平衡摩擦力的方法是将连接打点计时器的木板一端垫高，轻推小车直到小车能匀速运动，说明已经平衡好摩擦力．（2）题关键是本实验需要刻度尺测量计数点间的距离．（3）题的关键是滑块受到的合力等于沙和沙桶的重力，根据功的公式可求合力做的功，根据中间时刻速度公式以及动能表达式即可求出动能的变化．
【解析】
（1）将连接打点计时器的木板一端垫一薄木片而使木板有一倾角，改变木板的倾角，轻推小车，直到小车能做匀速运动为止．
（2）由于需要测量计数点间的距离，所以还需要刻度尺．
（3）小车受到的合力为F=mg，B、E间距离L=，所以滑块合力所做的功为W=FL=mg（）
又=，=，所以滑块动能的改变量为=
整理可得=-
故答案为：（1）将连接打点计时器的木板一端垫一薄木片而使木板有一倾角，改变木板的倾角，轻推小车，直到小车能做匀速运动为止
（2）刻度尺
（3）mg（），-