验证动能定理的实验原理和步骤如下：

实验原理

动能定理表述为：合外力对物体做的功等于物体动能的改变量。

设物体的质量为m，初速度为v1，末速度为v2，则动能的改变量可以表示为 $\Delta E_k = \frac{1}{2}mv_2^2 - \frac{1}{2}mv_1^2$。

合外力对物体做的功可以表示为 $W_{合} = F_{合} \cdot s$，其中 $F_{合}$ 是合外力，$s$ 是物体在力的方向上的位移。

通过实验测量合外力做的功 $W_{合}$ 和动能的改变量 $\Delta E_k$，并验证两者是否相等。

实验步骤

安装实验装置

将所需实验器材组装好，包括小车、纸带、打点计时器、电源、砝码、细沙、滑轮等。

测量质量

使用天平测量小车和细沙的总质量m，以及沙桶的质量。

平衡摩擦力

调整木板的倾角，使小车在不受外力作用时能够匀速下滑，以平衡摩擦力。

初始条件相同

将小车放置在木板上的适当位置，确保其初始速度为零。

释放小车

接通电源，释放小车，使其在细沙的重力作用下加速运动。

记录数据

使用打点计时器记录小车运动过程中的位置和速度，取下纸带。

测量并记录小车在运动过程中的位移S和对应的速度v。

计算合外力做的功

根据测量的位移和速度，计算合外力做的功 $W_{合} = F_{合} \cdot s$。

计算动能的改变量

根据测量的速度，计算小车动能的改变量 $\Delta E_k = \frac{1}{2}mv_2^2 - \frac{1}{2}mv_1^2$。

验证结果

比较合外力做的功 $W_{合}$ 和动能的改变量 $\Delta E_k$，验证两者是否相等或在误差范围内相等。

通过以上步骤，可以验证动能定理的正确性。实验中需要注意的关键点包括确保初始条件相同、准确测量质量和位移、以及减少实验误差。