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、滑块、细沙。当滑块连接上纸

◎ 题目

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、滑块、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。

(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,细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)

◎ 答案

(1)天平 刻度尺   (2)远小于滑块的质量;平衡摩擦力 (3)mgL=M(

◎ 解析


试题分析:(1)由于实验中需要计算动能,所以必须测量沙桶和滑块的质量,故需要天平;实验中需根据纸带计算滑块的速度,故需要毫米刻度尺
(2)实验时要先平衡摩擦力,平衡摩擦力后,滑块和沙桶的加速度相同,由牛顿第二定律可知,解得,所以滑块受到的合力T近似等于沙桶的重力,需满足,即满足
(3) 由于滑块受到的合力T近似等于沙桶的重力,沙桶减少的重力势能等于滑块增加的动能,所以有

◎ 知识点

    专家分析,试题“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、滑块、细沙。当滑块连接上纸…”主要考查了你对  【实验:探究小车速度随时间变化的规律】,【实验:探究弹力与弹簧伸长的关系】,【实验:探究加速度与力、质量的关系】,【实验:探究功与速度变化的关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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