• 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1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、细砂.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小砂桶时,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)你认为还需要的实验器材有 .(2)实验时首先要做的步骤是 .实验时为了保证滑块受到的合力与砂和砂桶的总重力大小基本相等,砂和砂桶的总质量应满足的实验条件是 .(3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M.往砂桶中装入适量的细砂,用天平称出此时砂和砂桶的总质量m.让砂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)(4)另一个同学用恒力验证动能定理,根据纸带算出相关各点的速度v,并量出它到起始点距离s,用△v2表示末、初速度的平方差即v22-v21,以△v2为纵轴,以s为横轴,他画出的图线是图2中的 .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验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图1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、细砂.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小砂桶时,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)你认为还需要的实验器材有
               
      (2)实验时首先要做的步骤是
                .实验时为了保证滑块受到的合力与砂和砂桶的总重力大小基本相等,砂和砂桶的总质量应满足的实验条件是         
      (3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M.往砂桶中装入适量的细砂,用天平称出此时砂和砂桶的总质量m.让砂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)
      (4)另一个同学用恒力验证动能定理,根据纸带算出相关各点的速度v,并量出它到起始点距离s,用△v
      2表示末、初速度的平方差即v
      2
      2
      -v
      2
      1
      ,以△v2为纵轴,以s为横轴,他画出的图线是图2中的         

      试题解答


      天平和刻度尺:平衡摩擦力:砂和砂桶的总质量远小于滑块的质量:mgL=
      1
      2
      Mv22-
      1
      2
      Mv12:C
      解:(1)实验要验证动能增加量和总功是否相等,故需要求出总功和动能,故还要天平和刻度尺;
      (2)小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力,故可以将长木板的一段垫高;
      沙和沙桶加速下滑,处于失重状态,其对细线的拉力小于重力,设拉力为T,根据牛顿第二定律,有
      对沙和沙桶,有 mg-T=ma
      对小车,有 T=Ma
      解得T=
      M
      M+m
      mg
      故当M>>m时,有T≈mg
      (3)以小车为对象验证“动能定理”,合外力做的功为:mgL,小车动能的变化量为:
      1
      2
      Mv22-
      1
      2
      Mv12,所以我们需要验证:mgL=
      1
      2
      Mv22-
      1
      2
      Mv12
      (4)起始点滑块的速度为零,△v
      2=v22-v12=v22,由上式变形得:△v2=
      2mg
      M
      s,则知,△v2∝s,C图正确.
      故选:C.
      故答案为:(1)天平和刻度尺;(2)平衡摩擦力;砂和砂桶的总质量远小于滑块的质量;(3)mgL=
      1
      2
      Mv
      2
      2
      -
      1
      2
      Mv
      2
      1
      ;(4)C.

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