Question

11．現(xiàn)要探究“合外力做功與物體動(dòng)能增加量的關(guān)系”．給定下述器材：一傾角可調(diào)的光滑長(zhǎng)斜面，小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及紙帶，米尺，裝置如圖（甲）．

①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流（填“交流”或“直流”）電源．
②設(shè)斜面傾角為θ，小車質(zhì)量為m，重力加速度為g，靜止釋放小車，當(dāng)小車位移為S時(shí)的瞬時(shí)速度為v，則該過程合外力做的功為W=mgS•sinθ．小車增加的動(dòng)能△E_K=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$．
③圖乙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)繪出的S-v²圖線，斜率表示$\frac{1}{2gsinθ}$．

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測(cè)量的物理量，從而確定所需的測(cè)量器材；根據(jù)重力做功的公式：W=mgh即可求出重力的功；根據(jù)動(dòng)能的表達(dá)式求出小車增加的動(dòng)能；根據(jù)合外力的功與物體動(dòng)能的關(guān)系即可求出斜率的意義．

解答 解：①實(shí)驗(yàn)中使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，所以需要電壓合適的50Hz交流電源．
②斜面傾角為θ，小車質(zhì)量為m，重力加速度為g，靜止釋放小車，當(dāng)小車位移為S重力做功：
W=mgh=mgS•sinθ．
小車的瞬時(shí)速度是v，則動(dòng)能為：${E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}^{2}$
③若重力對(duì)物體做的功全部轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能則滿足：$mgS•sinθ=\frac{1}{2}m{v}^{2}$．
圖線的斜率：$k=\frac{S}{{v}^{2}}=\frac{1}{2gsinθ}$
故答案為：①交流； ②mgSsinθ，$\frac{1}{2}m{v^2}$；③$\frac{1}{2gsinθ}$

點(diǎn)評(píng) 該題命題意圖：實(shí)驗(yàn)題盡量簡(jiǎn)單，以嶄新的情景考查最基本的動(dòng)能定理．實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)考查打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用，實(shí)驗(yàn)原理的理解和從圖象分析數(shù)據(jù)的能力．