Question

某探究学习小组的同学欲以如图装置中的滑块为对象验证“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、垫块等需要的东西。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）实验时为了保证滑块（质量为M）受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，先取下沙桶，其次要做的步骤是            ，另外沙和沙桶的总质量m应满足的实验条件是___        ____.

（2）在（1）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量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）。则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为          （用题中的字母表示）。

（3）由于实验原理上的原因，上述数学表达式只能是近似成立，而等式       不会产生上述实验原理上的误差。（仍用上述题中的字母表示）。

Answer

（1）平衡摩擦力；mM（2）（3）

【解析】

试题分析：（1）实验时为了保证滑块（质量为M）受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，先取下沙桶，其次要做的步骤是平衡摩擦力，另外沙和沙桶的总质量m应满足的实验条件是mM；

（2）小车所受的合外力为mg，则合外力做的功为mgL；小车动能的增量是：，所以要验证的表达式为：

（3）可将小车和沙桶看成一个系统，则由能量关系可得：；此关系式不会造成原理上的误差.

考点：验证动能定理。