填空题6.0分
物理

14.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下图所示的装置,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。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。

(1)你认为还需要的实验器材有____________。

(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等,细沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是__________________________,实验时首先要做的步骤是________________。

(3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量为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为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v1v2(v1v2)。则本实验最终要验证的数学表达式为______________。(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)

考察知识点

  • 探究加速度与物体质量、物体受力的关系
  • 探究功与速度变化的关系

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正确答案及相关解析

正确答案

(1)天平、刻度尺 (2)沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量 平衡摩擦力 (3)

解析

(1)由题意可知滑块动能的变化量为:,则验证拉力做功与滑块动能变化量是否相等,即,所以还需要测量的器材有:天平、刻度尺.

(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,应满足的实验条件是,即沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量,实验时首先要做的步骤是平衡摩擦力.

(3)由(1)可知,实验需要验证的表达式为:

考查方向

探究功与速度变化的关系

解题思路

根据实验原理,得到需要验证的表达式,从而确定需要的器材;根据牛顿第二定律求出拉力和沙桶重力的关系,判断出沙桶总重力等于拉力的条件.

易错点

关键是根据实验原理并结合牛顿第二定律和动能定理来确定要测量的量.

知识点

探究加速度与物体质量、物体受力的关系 探究功与速度变化的关系

教师点评

本题考查了探究功与速度变化的关系,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与动能定理等知识点交汇命题.