Question

【題目】某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源一臺(tái)，導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙若干．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時(shí)，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．
1你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：①還需要補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)器材是 ．
2②某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：用天平稱量滑塊的質(zhì)量M．往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m．在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測(cè)出這兩點(diǎn)的間距L，算出這兩點(diǎn)的速度v1與v2 ． 他用沙和沙桶的總重力表示滑塊受到的合外力，為了減小這種做法帶來的實(shí)驗(yàn)誤差，你認(rèn)為在圖示情況下還應(yīng)該采取的一項(xiàng)操作是：； 應(yīng)控制的實(shí)驗(yàn)條件是：；
③若挑選的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如下，且已知滑塊的質(zhì)量為M，沙和沙桶的總質(zhì)量為m，相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T，從A點(diǎn)到B、C、D、E、F點(diǎn)的距離依次為S1、S2、S3、S4、S5（圖中未標(biāo)出S3、S4、S5），則由此可求得紙帶上由B點(diǎn)到E點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的過程中，沙和沙桶的重力所做的功W=；
該滑塊動(dòng)能改變量的表達(dá)式為△EK= ． （結(jié)果用題中已知物理量的字母表示）

Answer 1

【答案】天平和刻度尺；平衡摩擦力；保持沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量；mg ；
【解析】解：①由于實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量紙帶的長度，所以需要刻度尺，根據(jù)動(dòng)能定理表達(dá)式可知，需要用天平測(cè)量物體的質(zhì)量，所以缺少的器材是天平和刻度尺．②受力分析可知，使滑塊所受合外力等于繩子的拉力，應(yīng)采取的措施是平衡摩擦力平衡摩擦力：先將小沙桶和滑塊的連線斷開，用墊塊將長木板的左端稍墊起，直至輕推滑塊，滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止；

要使繩子拉力約等于沙和沙桶的重力，應(yīng)滿足的條件是：實(shí)驗(yàn)中保持沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量③由點(diǎn)B到D點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的過程中，沙和沙桶的重力所做的功W=mg ，

根據(jù) = 可得，

= ，

= ，

所以 = ，

整理可得 =

所以答案是：①天平和刻度尺②平衡摩擦力；保持沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量③mg ，
【考點(diǎn)精析】利用動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用對(duì)題目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮初、末狀態(tài)，沒有守恒條件的限制，也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用時(shí)間的動(dòng)力學(xué)問題，都可以用動(dòng)能定理分析和解答，而且一般都比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械能守恒定律簡捷．