Question

（2011?汕頭一模）如圖甲是驗(yàn)證動(dòng)能定理的裝置，除圖示器材外，還有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙，天平和細(xì)沙．
①你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有

刻度尺

．
②實(shí)驗(yàn)時(shí)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，應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是

沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量

，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是

平衡摩擦力

．
③圖乙是滑塊（質(zhì)量為M）在沙和沙桶的總質(zhì)量為m條件下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的紙帶．測(cè)量數(shù)據(jù)已用字母表示在圖中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T．則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

mgx_AB=

1

2

M（

x 2 B - x 2 A

4T2

）

．（用題中的字母表示）

Answer 1

分析：①處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，需要求出滑塊的速度，需要用刻度尺測(cè)出紙帶上兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離；
②實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力，使滑塊受到的合力等于沙和沙桶的重力；只有在滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于沙和沙桶總質(zhì)量的情況下，才可近似認(rèn)為滑塊受到的拉力等于沙和沙桶的重力．
③由勻變速運(yùn)動(dòng)的推論求出滑塊的瞬時(shí)速度，代入動(dòng)能定理表達(dá)式即可正確解題．

解答：解：①處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)需要測(cè)出計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，因此實(shí)驗(yàn)還需要刻度尺．
②實(shí)驗(yàn)時(shí)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，需要保證沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量；實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要平衡滑塊受到的摩擦力．
③做勻變速運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，則A點(diǎn)的速度v_A=

xA

2T

，B點(diǎn)的速度v_B=

xB

2T

，
由動(dòng)能定理得：mgx_AB=

1

2

Mv_B²-

1

2

Mv_A²=

1

2

M（

x 2 B - x 2 A

4T2

），則實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：mgx_AB=

1

2

M（

x 2 B - x 2 A

4T2

）；
故答案為：①刻度尺；②沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量；平衡摩擦力．③mgx_AB=

1

2

M（

x 2 B - x 2 A

4T2

）．

點(diǎn)評(píng)：該題考查了力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作和數(shù)據(jù)處理，正確解答這些問題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，提高應(yīng)用基本物理規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問題的能力．