Question

【題目】用圖甲所示的裝置來探究功和動能變化的關(guān)系．木板上固定兩個完全相同的遮光條A、B，用不可伸長的細(xì)線將木板通過兩個滑輪與彈簧測力計C相連，木板放在安裝有定滑輪和光電門的軌道D上，軌道放在水平桌面上，P為小桶（內(nèi)有沙子），滑輪質(zhì)量、摩擦不計，重力加速度為g。

(1)實驗中軌道應(yīng)傾斜一定角度，對此下列說法正確的是__________．

A．為了釋放木板后，木板在細(xì)線拉動下能勻速下滑

B．為了增大木板下滑的加速度，提高實驗精度

C．盡量保證細(xì)線拉力對木板做的功等于木板所受合力對木板做的功

D．使木板在未施加拉力時能勻速下滑

(2)實驗主要步驟如下：

①測量木板、遮光條的總質(zhì)量M，測量兩遮光條間的距離L，遮光條的寬度d,按甲圖正確安裝器材．

②將木板左端與軌道左端對齊，靜止釋放木板，木板在細(xì)線拉動下運動，記錄彈簧測力計示數(shù)F及遮光條B、A先后經(jīng)過光電門的時間t1、t2．則遮光條B、A通過光電門的過程中木板動能的變化量Ek＝__________，合外力對木板做功W＝__________，（均用字母M、t1、t2、d、L、F表示）．

③在小桶中增加沙子，重復(fù)②的操作．

④比較W、Ek的大小，得出實驗結(jié)論．

(3)若在本實驗中軌道水平放置，其它條件和實驗步驟不變，假設(shè)木板與軌道之間的動摩擦因數(shù)為μ．測得多組F、t1、t2的數(shù)據(jù)，并得到F與的關(guān)系圖像如圖所示．已知圖像在縱軸上的截距為b，直線的斜率為k，求解 μ ＝___________（用字母b、d、L、k、g表示）．

Answer 1

【答案】CD FL

【解析】

(1)為了使繩子拉力充當(dāng)合力，即細(xì)線拉力做的功等于合力對小車做的功應(yīng)先平衡摩擦力，摩擦力平衡掉的檢測標(biāo)準(zhǔn)即：可使得小車在未施加拉力時做勻速直線運動，故C,D正確；故選CD.

(2)小車通過A時的速度：,小車通過B時的速度：

則小車通過A、B過程中動能的變化量

拉力所做的功W=FL；

(3)由題意，小車受到的拉力是：F=(mg-f)，小車的位移是s，設(shè)小車的質(zhì)量是M，小車動能的變化是：,

根據(jù)做功與動能變化的關(guān)系可得：，得，所以圖線的縱截距表示摩擦力f，即，圖線的斜率：；由摩擦力的公式得：.