某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲以如圖裝置中的滑塊為對(duì)象驗(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、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙、墊塊．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過(guò)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)．若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：
（1）你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有
天平
天平
、
刻度尺
刻度尺
．（兩個(gè)）
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊（質(zhì)量為M）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m應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是
m＜＜M
m＜＜M
，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是
平衡摩擦力
平衡摩擦力
．
（3）在（2）的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M．往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m．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，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和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2（v1＜v2）．則對(duì)滑塊，本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為
mgL=
1
2
M
v
2
2
-
1
2
M
v
2
1
mgL=
1
2
M
v
2
2
-
1
2
M
v
2
1
（用題中的字母表示）．
（4）要探究滑塊與沙及沙桶組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，如果實(shí)驗(yàn)時(shí)所用滑塊質(zhì)量為M，沙及沙桶總質(zhì)量為m，讓沙桶帶動(dòng)滑塊在水平氣墊導(dǎo)軌上加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，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和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2（v1＜v2）．則最終需驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為
mgL=
1
2
(m+M)(
v
2
2
-
v
2
1
)
mgL=
1
2
(m+M)(
v
2
2
-
v
2
1
)
（用題中的字母表示）．
分析：（1）需要天平測(cè)量質(zhì)量，需要刻度尺測(cè)量距離；
（2）沙和沙桶加速下降，處于失重狀態(tài)，只有加速度較小時(shí)，可以認(rèn)為滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等；滑塊受到的合力為F=T-f，要平衡摩擦力，才能保證拉力等于合力；
（3）根據(jù)動(dòng)能定理列式即可；
（4）根據(jù)機(jī)械能守恒定律列式即可．
解答：解：（1）該實(shí)驗(yàn)要探究功與小車的動(dòng)能變化的關(guān)系，故需要天平測(cè)量小車的質(zhì)量，需要刻度尺測(cè)量距離以便計(jì)算速度；
（2）沙和沙桶加速下降，處于失重狀態(tài)，拉力小于重力；只有加速度較小時(shí)，可以認(rèn)為滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，即T=mg，故需要m＜＜M；
滑塊受到的合力為F=T-f，要使合力等于拉力，可以將長(zhǎng)木板的一端適當(dāng)墊高，使重力的下滑分力與摩擦力平衡，即可保證拉力等于合力，即F=T；
（3）本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證動(dòng)能定理，即合力對(duì)小車的做的功等于小車動(dòng)能的增加量，根據(jù)動(dòng)能定理，有：
mgL=
1
2
M
v
2
2
-
1
2
M
v
2
1
；
（4）對(duì)沙桶和小車系統(tǒng)，只有重力做功，機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，沙桶減小的重力勢(shì)能等于沙桶和滑塊動(dòng)能的增加量，有：
mgL=
1
2
(m+M)(
v
2
2
-
v
2
1
)．
故答案為：（1）天平、刻度尺；
（2）m＜＜M，平衡摩擦力；
（3）mgL=
1
2
M
v
2
2
-
1
2
M
v
2
1
；
（4）mgL=
1
2
(m+M)(
v
2
2
-
v
2
1
)．
點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵明確實(shí)驗(yàn)原理、誤差來(lái)源，同時(shí)要能夠根據(jù)動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律列式分析．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（2013?開(kāi)封一模）某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源一臺(tái)、天平、刻度尺、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小桶和沙子若干．當(dāng)小車連接上紙帶，用細(xì)線通過(guò)滑輪掛上小沙桶．
（1）某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：用天平稱量小車的質(zhì)量M和沙與桶的總質(zhì)量m．讓沙桶帶動(dòng)小車加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，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．
①本實(shí)驗(yàn)裝置圖1（準(zhǔn)備放開(kāi)小車時(shí)刻）中有什么缺點(diǎn)或錯(cuò)誤？
細(xì)線與軌道平面應(yīng)該平行，初始時(shí)刻小車應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．
細(xì)線與軌道平面應(yīng)該平行，初始時(shí)刻小車應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．

②要完成本實(shí)驗(yàn)，還缺哪些重要實(shí)驗(yàn)步驟？
調(diào)節(jié)軌道的傾斜程度，使小車在無(wú)拉力時(shí)能在軌道上勻速運(yùn)動(dòng)（或平衡摩擦力）
調(diào)節(jié)軌道的傾斜程度，使小車在無(wú)拉力時(shí)能在軌道上勻速運(yùn)動(dòng)（或平衡摩擦力）

③本實(shí)驗(yàn)認(rèn)為小車所受合外力等于沙桶重力，則應(yīng)控制的實(shí)驗(yàn)條件是什么？
M＞＞m
M＞＞m

（2）在實(shí)驗(yàn)操作正確的前提下，若挑選的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖2所示，已知    相鄰兩個(gè)點(diǎn)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)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)過(guò)程中，合外力對(duì)小車所做的功W=
mg（S4-S1）
mg（S4-S1）
；該小車動(dòng)能改變量的表達(dá)式為△EK=
M
8T2
[(S5-S3)2-
S
2
2
]
M
8T2
[(S5-S3)2-
S
2
2
]
（結(jié)果用題中已知物理量的符號(hào)表示）；若滿足
W≈△Ek
W≈△Ek
，則動(dòng)能定理得證．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲探究“滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)”他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖1所示的裝置，另外他們還找到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及所用的學(xué)生電源一臺(tái)、天平、刻度尺、導(dǎo)線、紙帶、鉤碼若干．

（1）小組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：用天平稱量滑塊的質(zhì)量M=300g，將滑塊放在水平桌面上并連接上紙帶，用細(xì)線通過(guò)滑輪掛上兩個(gè)鉤碼（每個(gè)鉤碼質(zhì)量為100g），調(diào)整滑輪高度使拉滑塊的細(xì)線與桌面平行，讓鉤碼拉動(dòng)滑塊由靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況．
實(shí)驗(yàn)紙帶的記錄如圖2所示，圖中前幾個(gè)點(diǎn)模糊，因此從A點(diǎn)開(kāi)始每打5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，若電源頻率為50赫茲，則物體運(yùn)動(dòng)的加速度為
0.64
0.64
m/s2．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字），滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=
0.56
0.56
（重力加速度為g=10m/s2）．
（2）為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，某同學(xué)對(duì)此實(shí)驗(yàn)提出以下建議：①繩的質(zhì)量要輕
②在“輕質(zhì)繩”的前提下，繩子越長(zhǎng)越好
③實(shí)驗(yàn)時(shí)盡量保持拉動(dòng)滑塊的細(xì)線與桌面平行
④盡量保證鉤碼只沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，不要搖晃
以上建議中確實(shí)對(duì)提高準(zhǔn)確程度有作用的是
①③④
①③④
．（在答題卡上對(duì)應(yīng)區(qū)域填入選項(xiàng)前的編號(hào)）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2008?湛江二模）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)室已組裝了一套如圖1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)，天平、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、細(xì)沙若干．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過(guò)滑輪掛上空的小沙桶時(shí)已完成了平衡摩擦力的操作．若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：
①還需要的實(shí)驗(yàn)器材
刻度尺
刻度尺
．
②在沙桶中放適量的沙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，且已知滑塊的質(zhì)量為M，沙和沙桶的總質(zhì)量為m（M遠(yuǎn)大于m），若挑選一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖2所示，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(guò)程中，滑塊合力所做的功約為W=
mg（s4-s3）
mg（s4-s3）
； 該滑塊動(dòng)能改變量的表達(dá)式為△Ek=
1
2
M((
S5-S3
2T
)2-(
S2
2T
)2)
1
2
M((
S5-S3
2T
)2-(
S2
2T
)2)
．（結(jié)果用題中已知物理量的字母表示） 

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（2007?佛山二模）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、細(xì)沙若干．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過(guò)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)．若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
天平；刻度尺；小木塊
天平；刻度尺；小木塊
．
（2）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．要完成本實(shí)驗(yàn)，還缺哪些實(shí)驗(yàn)步驟或應(yīng)控制的實(shí)驗(yàn)條件？若用如上的字母代表實(shí)驗(yàn)中測(cè)量到的物理量，寫出本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式．
（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(guò)程中，沙和沙桶的重力所做的功W=
mg（s4-s1）
mg（s4-s1）
；該滑塊動(dòng)能改變量的表達(dá)式為△EK=
1
2
M[(
S5-S3
2T
)2-(
S2
2T
)2]
1
2
M[(
S5-S3
2T
)2-(
S2
2T
)2]
．（結(jié)果用題中已知物理量的字母表示）

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