Question

【題目】為了“探究動(dòng)能改變與合外力做功”的關(guān)系,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案:

第一步:把帶有定滑輪的木板(有滑輪的)一端墊起,把質(zhì)量為M的滑塊通過(guò)細(xì)繩跨過(guò)定滑輪與質(zhì)量為m的重錘相連,重錘后連一穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶,調(diào)整木板傾角,直到輕推滑塊后,滑塊沿木板向下勻速運(yùn)動(dòng),如圖甲所示.

第二步:保持長(zhǎng)木板的傾角不變,將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在長(zhǎng)木板靠近滑輪處,取下細(xì)繩和重錘,將滑塊與紙帶相連,使紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,然后接通電源,釋放滑塊,使之從靜止開(kāi)始向下加速運(yùn)動(dòng),打出紙帶,如圖乙所示.打出的紙帶如圖丙所示.

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)已知O、A、B、C、D、E、F相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為,根據(jù)紙帶求滑塊速度,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)滑塊速度vB=__________.

(2)已知重錘質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>g,要測(cè)出某一過(guò)程合外力對(duì)滑塊做的功還必須測(cè)出這一過(guò)程滑塊 ______________(寫(xiě)出物理量名稱(chēng)及符號(hào),只寫(xiě)一個(gè)物理量),合外力對(duì)滑塊做功的表達(dá)式W合=__________________.

(3)算出滑塊運(yùn)動(dòng)OA、OB、OC、OD、OE段合外力對(duì)滑塊所做的功W以及在A、B、C、D、E各點(diǎn)的速度v,以v2為縱軸、W為橫軸建立坐標(biāo)系,描點(diǎn)作出v2-W圖象,可知該圖象是一條_______________,根據(jù)圖象還可求得___________________。

Answer 1

【答案】 下滑的位移X mgx 過(guò)原點(diǎn)的直線 滑塊的質(zhì)量M

【解析】

(1)[1]勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，因此有：

(2)[2][3]由做功定義式可以知道還需要知道滑塊下滑的位移x,由動(dòng)能定理可以知道

即

(3)[4][5]合外力做的功為

即:

圖象應(yīng)該為一條過(guò)原點(diǎn)的直線,設(shè)圖象的斜率為k,則

得滑塊質(zhì)量

還可以求得滑塊的質(zhì)量M。