Question

【題目】某探究學習小組的同學欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶及刻度尺、滑塊、細沙．當滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小沙桶，滑塊處于靜止狀態(tài)，若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則

（1）你認為還需要的實驗器材有__________．

（2）實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應滿足的實驗條件是__________，實驗時首先要做的步驟是__________．

（3）在（2）的基礎上，某同學稱量出滑塊的質(zhì)量為．往沙桶中裝入適量的細沙，稱出此時沙和沙權勢的總質(zhì)量為．讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距和這兩點的速度大小和（），已知重力加速度為．則本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為__________．（用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量）

Answer 1

【答案】 天平 刻度尺 沙和沙桶的總南量遠小于滑塊的質(zhì)量，平衡摩擦力

【解析】（1）實驗要驗證能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動能，故還要天平和刻度尺．

（2）沙和沙桶加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對細線的拉力小于重力，設拉力為，根據(jù)牛頓第二定律，有對沙和沙桶，有，對小車，有，聯(lián)立可得： ，故當時，有，小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一段墊高．

（3）由動能定理得： ，則實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為： ．