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所示的装置，另外他们还找到打点计时器所用的学生电源一台、天平、刻度尺、导线、复写纸、纸带、细沙

题型：日照模拟难度：来源：

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所示的装置，另外他们还找到打点计时器所用的学生电源一台、天平、刻度尺、导线、复写纸、纸带、细沙若干．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



（1）某同学的实验步骤如下：用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L，算出这两点的速度v₁与v₂．
要完成本实验，还缺哪些实验步骤和应控制的实验条件？
（2）若挑选的一条点迹清晰的纸带如下图所示，已知相邻两个点间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为s₁、s₂、s₃、s₄、s₅（图中未标s₃、s₄、s₅），则由此可求得纸带上由B点到E点所对应过程中，合外力对滑块所做的功W=______；该滑块动能改变量的表达式为△E_K=______（结果用题中已知物理量的符号表示）；若满足______，则动能定理得证．

答案

（1）动能定理中的功应是合力做的功，应首先测出滑块运动过程中受到的摩擦力，所以缺少的步骤是：在沙桶中装适量的细沙，直到轻推滑块，滑块能在水平长木板上匀速运动为止，用天平测出此时沙和小桶的总质量m′，即摩擦力f=m′g．
为使绳子对滑块的拉力等于沙和沙桶的重力，应满足M＞＞m．
（2）根据功的概念可求出合外力对小车做的功为W=（mg-f）（

s

4

-s

1

）=（m-m′）（

s

4

-s

1

)g．
纸带上B、E两点的速度分别为

v

B

=

s  2

2T

，

v

E

=

s  5 -s  3

2T

滑块动能改变量

△E

k

=

1

2

Mv

2E

-

1

2

Mv

2B

=

1

2

M(

s  5 -s  3

2T

)

2

-

1

2

M(

s  2

2T

)

2

，或

△E

k

=

M

8T 2

[

(s

5

-s

3

)

2

-s

22

]．
若满足W≈△E_K，动能定理即得到验证．
故答案为：（1）在沙桶中装适量的细沙，直到轻推滑块，滑块能在水平长木板上匀速运动为止，用天平测出此时沙和小桶的总质量m′，M＞＞m．
       （2）（m-m′）（

s

4

-s

1

)g，

M

8T 2

[

(s

5

-s

3

)

2

-s

22

]，W≈

△E

k