Question

(10分)為了“探究動能改變與合外力做功”的關系，某同學設計了如下實驗方案：
A.第一步:把帶有定滑輪的木板有滑輪的一端墊起，把質量為M的滑塊通過細繩與質量為m的帶夾重錘相連，然后跨過定滑輪，重錘夾后連一紙帶，穿過打點計時器，調整木板傾角，直到輕推滑塊后，滑塊沿木板向下勻速運動，如圖甲所示.

B.第二步:保持長木板的傾角不變，將打點計時器安裝在長木板靠近滑輪處，取下細繩和重錘，將滑塊與紙帶相連，使其穿過打點計時器，然后接通電源釋放滑塊，使之從靜止開始向下加速運動，打出紙帶，如圖乙所示.
打出的紙帶如圖：

試回答下列問題：
①已知O、A、B、C、D、E、F相鄰計數的時間間隔為△t，根據紙帶求滑塊速度，當打點計時器打A點時滑塊速度v_A=________,打點計時器打B點時滑塊速度v_B=__________.
②已知重錘質量m，當地的重加速度g，要測出某一過程合外力對滑塊做的功還必須測出這一過程滑塊________(寫出物理名稱及符號,只寫一個物理量)，合外力對滑塊做功的表達式W_合=__________.
③測出滑塊運動OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力對滑塊所做的功，W_A、W_B、W_C、W_D、W_E，以v²為縱軸,以W為橫軸建坐標系,描點作出v²-W圖像,可知它是一條過坐標原點的傾斜直線,若直線斜率為k，則滑塊質量M=_______.

Answer 1

①V_A=OB/2⊿t=x₁/2⊿t 、V_B=(x₃- x₁)/2⊿t ②x， mgx. ③M=2/k.

試題分析：①A是OB的中間時刻，所以A點的速度就等于OB過程中的平均速度．同理可以求出B點的速度，V_A=OB/2⊿t=x₁/2⊿t 、V_B=(x₃- x₁)/2⊿t。
②由滑塊勻速運動可知，，mg的大小為滑塊所受合力，則測出滑塊下落的距離x，合外力對滑塊做功的表達式為mgx.
③，得到：M=2/k.
點評：要明確此題在驗證合外力的功與動能變化間的關系中用到的原理，圍繞原理，記憶需要測量的物理量及實驗時的注意事項．