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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
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    （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△EK=
     
    （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．
    分析：本题的关键是明确动能定理中的功应是合力对物体做的功，所以首先应求出滑块运动过程中受到的摩擦力f，然后在满足M＞＞m的条件下证明（mg-f）s=△
    E
     
    k
    即可．
    解答：解：（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
    2
    E
    -
    1
    2
    Mv
    2
    B
    =
    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
    2
    2
    ]    ．
    若满足W≈△EK，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
    2
    2
    ]    ，W≈
    △E
     
    k
    点评：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，根据平衡条件可知滑块受到的摩擦力f等于沙和沙桶的重力，当满足条件M＞＞m时，绳子的拉力近似等于沙和沙桶的重力．
    2．动能定理的表达式应为
    W
     
    总
    =
    △E
     
    k
    ，其中
    W
     
    总
    是合力对物体做的功（或各力做功的代数和）．
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    某探究学习小组的同学欲以如图装置中的滑块为对象验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块．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．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
    天平
    天平
    、
    刻度尺
    刻度尺
    ．（两个）
    （2）实验时为了保证滑块（质量为M）受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量m应满足的实验条件是
    m＜＜M
    m＜＜M
    ，实验时首先要做的步骤是
    平衡摩擦力
    平衡摩擦力
    ．
    （3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．让沙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）．则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为
    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
    （用题中的字母表示）．
    （4）要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒，如果实验时所用滑块质量为M，沙及沙桶总质量为m，让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动，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）．则最终需验证的数学表达式为
    mgL=
    1
    2
    (m+M)(
    v
    2
    2
    -
    v
    2
    1
    )
    mgL=
    1
    2
    (m+M)(
    v
    2
    2
    -
    v
    2
    1
    )
    （用题中的字母表示）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （2013?开封一模）某探究学习小组的同学欲探究恒力做功与物体动能变化的关系，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、小桶和沙子若干．当小车连接上纸带，用细线通过滑轮挂上小沙桶．
    （1）某同学的实验步骤如下：用天平称量小车的质量M和沙与桶的总质量m．让沙桶带动小车加速运动，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，算出这两点的速度v1与v2．
    ①本实验装置图1（准备放开小车时刻）中有什么缺点或错误？
    细线与轨道平面应该平行，初始时刻小车应紧靠打点计时器．
    细线与轨道平面应该平行，初始时刻小车应紧靠打点计时器．

    ②要完成本实验，还缺哪些重要实验步骤？
    调节轨道的倾斜程度，使小车在无拉力时能在轨道上匀速运动（或平衡摩擦力）
    调节轨道的倾斜程度，使小车在无拉力时能在轨道上匀速运动（或平衡摩擦力）

    ③本实验认为小车所受合外力等于沙桶重力，则应控制的实验条件是什么？
    M＞＞m
    M＞＞m

    （2）在实验操作正确的前提下，若挑选的一条点迹清晰的纸带如图2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，合外力对小车所做的功W=
    mg（S4-S1）
    mg（S4-S1）
    ；该小车动能改变量的表达式为△EK=
    M
    8T2
    [(S5-S3)2-
    S
    2
    2
    ]
    M
    8T2
    [(S5-S3)2-
    S
    2
    2
    ]
    （结果用题中已知物理量的符号表示）；若满足
    W≈△Ek
    W≈△Ek
    ，则动能定理得证．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    某探究学习小组的同学欲探究“滑块与桌面间的动摩擦因数”他们在实验室组装了一套如图1所示的装置，另外他们还找到打点计时器及所用的学生电源一台、天平、刻度尺、导线、纸带、钩码若干．

    （1）小组同学的实验步骤如下：用天平称量滑块的质量M=300g，将滑块放在水平桌面上并连接上纸带，用细线通过滑轮挂上两个钩码（每个钩码质量为100g），调整滑轮高度使拉滑块的细线与桌面平行，让钩码拉动滑块由静止开始加速运动，用打点计时器记录其运动情况．
    实验纸带的记录如图2所示，图中前几个点模糊，因此从A点开始每打5个点取一个计数点，若电源频率为50赫兹，则物体运动的加速度为
    0.64
    0.64
    m/s2．（结果保留两位有效数字），滑块与桌面间的动摩擦因数μ=
    0.56
    0.56
    （重力加速度为g=10m/s2）．
    （2）为提高实验结果的准确程度，某同学对此实验提出以下建议：①绳的质量要轻
    ②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好
    ③实验时尽量保持拉动滑块的细线与桌面平行
    ④尽量保证钩码只沿竖直方向运动，不要摇晃
    以上建议中确实对提高准确程度有作用的是
    ①③④
    ①③④
    ．（在答题卡上对应区域填入选项前的编号）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2008?湛江二模）某探究学习小组的同学欲验证动能定理，他们在实验室已组装了一套如图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一台，天平、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已完成了平衡摩擦力的操作．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：
    ①还需要的实验器材
    刻度尺
    刻度尺
    ．
    ②在沙桶中放适量的沙进行实验，且已知滑块的质量为M，沙和沙桶的总质量为m（M远大于m），若挑选一条点迹清晰的纸带如图2所示，相邻两个点之间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为S1、S2、S3、S4、S5（图中未标出S3、S4、S5），则由此可求得纸带上由B点到E点所对应的过程中，滑块合力所做的功约为W=
    mg（s4-s3）
    mg（s4-s3）
    ； 该滑块动能改变量的表达式为△Ek=
    1
    2
    M((
    S5-S3
    2T
    )2-(
    S2
    2T
    )2)
    1
    2
    M((
    S5-S3
    2T
    )2-(
    S2
    2T
    )2)
    ．（结果用题中已知物理量的字母表示） 

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （2007?佛山二模）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，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源一台，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．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：
    （1）还需要补充的实验器材是
    天平；刻度尺；小木块
    天平；刻度尺；小木块
    ．
    （2）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，还缺哪些实验步骤或应控制的实验条件？若用如上的字母代表实验中测量到的物理量，写出本实验最终要验证的数学表达式．
    （3）若挑选的一条点迹清晰的纸带如下，且已知滑块的质量为M，沙和沙桶的总质量为m，相邻两个点之间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为S1、S2、S3、S4、S5（图中未标出S3、S4、S5），则由此可求得纸带上由B点到E点所对应的过程中，沙和沙桶的重力所做的功W=
    mg（s4-s1）
    mg（s4-s1）
    ；该滑块动能改变量的表达式为△EK=
    1
    2
    M[(
    S5-S3
    2T
    )    2    -(
    S2
    2T
    )    2    ]
    1
    2
    M[(
    S5-S3
    2T
    )    2    -(
    S2
    2T
    )    2    ]
    ．（结果用题中已知物理量的字母表示）

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