某探究学习小组的同学欲以右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甲所示的装置，另外他们还找到了

某探究学习小组的同学欲以右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甲所示的装置，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．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）①你认为还需要的实验器材有______、______．
②实验时为了保证滑块（质量为M）受到的细线的拉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______，为了保证滑块受到的拉力是滑块的合力，实验时首先要做的步骤是______．
（2）如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带，要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度、钩码的重力外，还要测出的物理量有______．

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一根药草花朵

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解题思路：（1）根据实验原理，得到需要验证的表达式，从而确定需要的器材；实验要测量滑块动能的增加量和合力做的功，用沙和沙桶的总质量表示滑块受到的拉力，对滑块受力分析，受到重力、拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，必须使重力的下滑分量等于摩擦力；同时重物加速下降，处于失重状态，故拉力小于重力，可以根据牛顿第二定律列式求出拉力表达式分析讨论；（2）验证合外力的功与动能变化间的关系的原理：mgx＝12Mv2，由此可知需要测量的物理量有：钩码质量m（或者重力），小车的质量M，位移x，速度v．

（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，故还要天平和刻度尺；
所以为：天平，刻度尺；
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 mg-T=ma
对小车，有 T=Ma
解得
T=[M/M+m]mg
故当M＞＞m时，有T≈mg
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，故可以将长木板的一段垫高；
（2）验证合外力的功与动能变化间的关系的原理为：mgx＝
1
2Mv2，由此可知需要测量的物理量有：钩码质量m，小车的质量M，位移x，速度v．
故答案为：（1）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．（2）小车的质量

点评：
本题考点：探究功与速度变化的关系．

考点点评：本题关键是根据实验原理并结合牛顿第二定律和动能定理来确定要测量的量、实验的具体操作方法和实验误差的减小方法．

1年前

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