Question

【題目】某探究學習小組的同學欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器及學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊，細砂．當滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小砂桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止狀態．實驗時首先要平衡摩擦力．若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則：

(1)你認為還需要的實驗器材有__________．

(2)某同學用天平稱量滑塊的質量M.往砂桶中裝入適量的細砂，用天平稱出此時砂和砂桶的總質量m.讓砂桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2(v1＜v2)．若滿足mM，則本實驗最終要驗證的數學表達式為______(用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量)．

Answer 1

【答案】 (1)天平，刻度尺 　 （2）

【解析】（1）由于實驗中需要計算動能，所以必須測量沙桶和滑塊的質量，故需要天平；實驗中需根據紙帶計算滑塊的速度，故需要毫米刻度尺；

（2）實驗時要平衡摩擦力，平衡摩擦力后，滑塊和沙桶的加速度相同，由牛頓第二定律可知，，解得，由于mM，有滑塊受到的合力T近似等于沙桶的重力，沙桶減少的重力勢能等于滑塊增加的動能，有．