Question

18．用如圖（甲）所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證動(dòng)能定理，

（a）該裝置中的錯(cuò)誤有：
①細(xì)線應(yīng)與木板平行②打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要用交流電源③釋放小車時(shí)應(yīng)讓小車從靠近計(jì)時(shí)器處釋放．
（b）糾正裝置錯(cuò)誤后，為消除摩擦力的影響，實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行平衡摩擦力：將小車水平靜止地放在長木板上，把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高，如圖（乙），直到小車被輕推后做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止．
（c）消除摩擦力的影響后，重新進(jìn)行正確的操作，設(shè)砂與砂桶的質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，從靜止釋放小車，測(cè)得小車運(yùn)動(dòng)距離S，小車速度為v，設(shè)重力加速度為g，（設(shè)M＞＞m），則驗(yàn)證動(dòng)能定理的表達(dá)式為：mgS=$\frac{1}{2}M{v}^{2}$（用所給的字母表達(dá)）．

Answer 1

分析 （1）分析實(shí)驗(yàn)的原理圖，根據(jù)實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)及減小誤差的方法等分析本實(shí)驗(yàn)存在的問題；
（2）小車由靜止下滑，說明重力沿斜面的分力大于摩擦力，因此平衡過度，當(dāng)小車帶動(dòng)紙帶勻速下滑時(shí)說明平衡摩擦力；
（3）實(shí)驗(yàn)要測(cè)量滑塊動(dòng)能的增加量和合力做的功，求出合力的功和動(dòng)能的增加量即可．

解答 解：（1）安裝儀器時(shí)我們需要注意：①細(xì)線應(yīng)與木板平行，保證拉力在小車前進(jìn)的方向上；
②打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要用交流電源；
③釋放小車時(shí)應(yīng)讓小車從靠近計(jì)時(shí)器處釋放，在紙帶上打上盡量多的點(diǎn)；
（2）為消除摩擦力的影響，實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行平衡摩擦力：將小車水平靜止地放在長木板上，把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高，直到小車被輕推后做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止；
（3）合外力做的功為：mgS，動(dòng)能增加量為$\frac{1}{2}M{v}^{2}$，則本實(shí)驗(yàn)需驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為mgS=$\frac{1}{2}M{v}^{2}$．
故答案為：（1）①細(xì)線應(yīng)與木板平行；②打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要用交流電源；③釋放小車時(shí)應(yīng)讓小車從靠近計(jì)時(shí)器處釋放；（2）被輕推后做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止；（3）mgS=$\frac{1}{2}M{v}^{2}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)裝置分析，知道實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、分析清楚圖示實(shí)驗(yàn)情景即可正確解題，難度適中．