Question

（1）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1所示的装置．①实验中所用电

（1）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1所示的装置．①实验中所用电磁打点计时器是一种使用______（填“交流”或“直流”）电源的计时仪器，它的工作电压是4-6V，当电源的频率为50Hz时，它每隔______s打一次点．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，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v1与v2（v1＜v2）．则本实验最终要验证的数学表达式为mgL=12Mv22-12Mv12mgL=12Mv22-12Mv12．（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）

Answer 1

①电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点；
②根据牛顿第二定律得：mg=（M+m）a，
解得：a=

mg

m+M

，
则绳子的拉力为：F=Ma=

Mmg

M+m

=

mg

1+ m M

，知当沙桶（含沙）总质量远小于滑块质量时，滑块所受的拉力等于沙桶的总重力．实验前需平衡摩擦力．
③滑块动能的变化量为：△E=

1

2

Mv₂²-

1

2

Mv₁²，
则验证拉力做功与滑块动能变化量是否相等，即mgL=

1

2

Mv₂²-

1

2

Mv₁²．
故答案为为：①交流，0.02；
②沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量；　平衡摩擦力；
③mgL=

1

2

Mv₂²-

1

2

Mv₁²．