Question

19．如圖甲所示，某實驗小組利用圖示裝置探究“外力做功與滑塊動能變化的關系”，主要步驟如下：
A．按圖示器材連接好裝置；
B．托盤內加砝碼，當托盤和砝碼的總質量為m₀時，輕推滑塊，滑塊恰好做勻速直線運動，稱出滑塊的質量為M，若紙帶與打點計時器之間的摩擦不計，則滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ=$\frac{{m}_{0}}{M}$；
C．本實驗采用電磁打點計時器進行研究，在撥動學生電源開關前，圖乙中存在一個明顯的錯誤，請指出：工作電壓過高，應選擇4-6V；
D．撤去托盤和砝碼，并取下細線，先接通電源，再輕推滑塊，使滑塊獲得一定初速度后撤去外力，滑塊運動過程中打出一條紙帶，截取紙帶的最后一段，如圖丙所示，則紙帶的運動方向為b→a（填“a→b”或“b→a”）；
E．用刻度尺測量AB、BC、CD、DE、EF間的距離，分別記為x₁、x₂、x₃、x₄、x₅，相鄰兩點間的時間間隔為T，則B、E之間動能定理表達式可用上述物理量表示為：m₀g（x₂+x₃+x₄）=$\frac{1}{2}M（\frac{{x}_{4}+{x}_{5}}{2T}）^{2}$-$\frac{1}{2}M（\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}）^{2}$．
F．實驗結束，整理儀器．

Answer 1

分析 據(jù)該實驗的實驗原理，平衡摩擦力和滑動摩擦力公式求摩擦因數(shù)；據(jù)打點計時器的工作原理使用知道錯誤；

解答 解：由于小車勻速運動，所以鉤碼的重力等于小車的滑動摩擦力，即m₀g=μMg
所以μ=$\frac{{m}_{0}}{M}$
打點計時器的工作電壓是4-6V，而乙圖中的工作電壓過高，故應選擇4-6V 的交流電．
據(jù)題可知，紙帶做減速運動，所以相同的時間內位移逐漸減小，所以紙帶應向左運動，即由b→a．
據(jù)勻變速直線運動的推論，可知：v_B=$\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}$
    v_E=$\frac{{x}_{4}+{x}_{5}}{2T}$   
據(jù)圖可知，BE間的距離為：x₂+x₃+x₄
據(jù)動能定理得：m₀g（x₂+x₃+x₄）=$\frac{1}{2}M（\frac{{x}_{4}+{x}_{5}}{2T}）^{2}$-$\frac{1}{2}M（\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}）^{2}$
故答案為：$\frac{{m}_{0}}{M}$；工作電壓過高，故應選擇4-6V；b→a； m₀g（x₂+x₃+x₄）=$\frac{1}{2}M（\frac{{x}_{4}+{x}_{5}}{2T}）^{2}$-$\frac{1}{2}M（\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}）^{2}$

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，圍繞實驗原理，明確實驗目的，根據(jù)相應的物理規(guī)律可知需要測量的物理量及實驗時的注意事項．