• 某探究学习小组的同学欲以如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、天平、刻度尺.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)实验时为了保证滑块(质量为M)受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,实验时首先要做的步骤是 ,另外沙和沙桶的总质量m应满足的实验条件是 .(2)在(1)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量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).则对滑块,本实验最终要验证的数学表达式为 (用题中的字母表示).(3)由于实验原理上的原因,上述数学表达式只能是近似成立,那么,此试验中真正成立的等式为 (仍用上述题中的字母表示).试题及答案-填空题-云返教育

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      某探究学习小组的同学欲以如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、天平、刻度尺.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)实验时为了保证滑块(质量为M)受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,实验时首先要做的步骤是
                ,另外沙和沙桶的总质量m应满足的实验条件是         
      (2)在(1)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量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v
      1与v2(v1<v2).则对滑块,本实验最终要验证的数学表达式为          (用题中的字母表示).
      (3)由于实验原理上的原因,上述数学表达式只能是近似成立,那么,此试验中真正成立的等式为
                (仍用上述题中的字母表示).

      试题解答


      平衡摩擦力:m<<M:mgL=
      1
      2
      M(v22-v12):mgL=
      1
      2
      (m+M)(v22-v12)
      解:(1)沙和沙桶加速下降,处于失重状态,拉力小于重力;只有加速度较小时,可以认为滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,即T=mg,故需要m<<M;
      滑块受到的合力为F=T-f,要使合力等于拉力,可以将长木板的一端适当垫高,使重力的下滑分力与摩擦力平衡,即可保证拉力等于合力,即F=T;
      (2)本实验要验证动能定理,即合力对小车的做的功等于小车动能的增加量,根据动能定理,有:mgL=
      1
      2
      M(v22-v12);
      (3)对沙桶和小车系统,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律,沙桶减小的重力势能等于沙桶和滑块动能的增加量,有:mgL=
      1
      2
      (m+M)(v22-v12).
      故答案为:(1)平衡摩擦力; m<<M;(2)mgL=
      1
      2
      M(v22-v12);(3)mgL=
      1
      2
      (m+M)(v22-v12).

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