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右上图所示的装置，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

天平、刻度尺 沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量 平衡摩擦力

【解析】试题分析：（1）该实验验证拉力做的功与滑块动能的变化是否相等，从而验证动能定理．根据实验的原理来分析需要的器材；（2）实验前要平衡摩擦力，使滑块受到的合力等于沙和沙桶的重力；只有在滑块质量远大于沙和沙桶总质量的情况下，才可近似认为滑块受到的拉力等于沙和沙桶的重力．（3）将滑块的瞬时速度，代入动能定理表达式即可正确解题．

（1）在实验中，需要测量滑块、沙和沙桶的质量，所以还需要天平．需要测量打出的纸带上计数点的间的距离，所以还需要刻度尺

（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，需要保证沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，即，实验时首先要平衡滑块受到的摩擦力．
（3）由动能定理得，拉力做的功，则实验最终要验证的数学表达式为： ；