Question

某学习小组的同学想要验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图装置，另外还有交流电源、导线、复写纸、细沙以及天平都没画出来．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．如果要完成该项实验，则：

（1）还需要的实验器材是(    )

A.秒表           B.刻度尺          C.弹簧秤            D.重锤

（2）进行实验操作时，首先要做的重要步骤  是                          ．

（3）在（2）的基础上，某同学用天平称出滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，并称出此时沙和沙桶的总质量m．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m应满足的实验条件是___________________________.

（4）实验时释放滑块让沙桶带着滑块加速运动，用打点计时器（相邻两个点的时间间隔为T）记录其运动情况如纸带所示，纸带上开始的一些点较模糊未画出，现测得O到E点间的长为L，D到F点间的长为s，则E点速度大小为_______________________．若取O点的速度为v₁、E点速度为v₂那么本实验最终要验证的数学表达式为_________________________________ ．

Answer

（1）B（2）平衡摩擦力（3）（4），

【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，故B正确

（2）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，故可以将长木板的不带滑轮的一端垫高．来平衡摩擦力；

（3）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，故当时，有

（3）由于滑块做匀加速直线运动，实验DF段的平均速度等于DF段上中点时刻E的瞬时速度，即：，若取O点的速度为、E点速度为那么滑块动能的增加量：

滑块势能的减少量：

本实验最终要验证的数学表达式为动能增加量等于重力势能的减少量，故为：

考点：验证“动能定理”实验