Question

某探究学习小组的同学欲以右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

Answer 1

（1）验证动能定理需要测量位移和质量，则需要刻度尺和天平．

（2）根据牛顿第二定律得，整体的加速度a=

mg

M+m ，则绳子的拉力F= Ma=

mMg

M+m =

mg

1+

m

M ，只有在m＜＜M时，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．由于存在摩擦，所以实验前先平衡摩擦力．

（3）验证合力做功与动能变化量是否相等，因为合力做功为mgL，动能变化量为

1

2 M( v 2 2 - v 1 2 ) ，即验证熟悉表达式 mgL=

1

2 M( v 2 2 - v 1 2 ) ．

（4）验证系统机械能是否守恒，即验证系统重力势能的减小量与系统动能的增加量是否相等，系统重力势能的减小量为mgL，系统动能的增加量为

1

2 (m+M)( v 2 2 - v 1 2 ) ．即验证 mgL=

1

2 (m+M)( v 2 2 - v 1 2 ) ．

故答案为：（1）天平，刻度尺；（2）m＜＜M；平衡摩擦力

（3） mgL=

1

2 M( v 2 2 - v 1 2 ) （4） mgL=

1

2 (m+M)( v 2 2 - v 1 2 )