Question

(8分)為了驗證動能定理，某學習小組在實驗室組裝了如圖所示的裝置，備有下列器材: 打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、天平、細沙.他們稱量滑塊的質量為M、 沙和小桶的總質量為m.當滑塊連接上紙帶，讓細線跨過滑輪并懸掛空的小桶時，滑塊處于靜止狀態.要完成該實驗，請回答下列問題:

(1)要完成本實驗，還缺少的實驗器材是                . 
(2)實驗時為保證滑塊受到的合力與沙、小桶的總重力大小基本相等，沙和小桶的總質量應滿足的實驗條件是        ，實驗時為保證細線拉力等于滑塊所受的合外力，首先要做的步驟是                   .

(3)在滿足 (2)問的條件下，讓小桶帶動滑塊加速運動，如圖所示為打點計時器所打的紙帶的一部分，圖中A、B、C、D、E是按時間先后順序確定的計數點，相鄰計數點間的時間間隔為T，相鄰計數點間的距離標注在圖上，當地重力加速度為g，則在B、D兩點間對滑塊用實驗驗證動能定理表達式為                  .(用題中所給的表示數據的字母表示)

Answer 1

1）刻度尺（2分）（2）沙和小桶的總質量遠小于滑塊的質量（2分），平衡摩擦力（2分）（3）（2分）

試題分析：（1）需要測量紙帶上兩點之間的長度，需要用刻度尺。
（2）對整體應用牛頓第二定律：，對小車有：，聯立得拉力,可見實驗時為保證滑塊受到的合力與沙、小桶的總重力大小基本相等，需滿足的條件是沙和小桶的總質量遠小于滑塊的質量。實驗時為保證細線拉力等于滑塊所受的合外力，除拉力之外的其它力要平衡，所以首先要做的步驟是平衡摩擦力。
（3）B點的速度為：, D點的速度為：,合外力的功等于動能的變化量有：，將速度代人得：