Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲實(shí)驗(yàn)裝置探究合力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系。鐵架臺豎直固定放置在水平桌面上，長木板一端放置在水平桌面邊緣P處，另一端放置在鐵架臺豎直鐵桿上，使長木板傾斜放置，長木板P處放置一光電門，用光電計(jì)時(shí)器記錄滑塊通過光電門時(shí)的擋光時(shí)間。實(shí)驗(yàn)步驟是：

①用游標(biāo)卡尺測出滑塊的擋光寬度L，用天平測量滑塊的質(zhì)量m。

②平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上的P處為軸，調(diào)節(jié)長木板在鐵架臺上的放置位置，使滑塊恰好沿木板向下做勻速運(yùn)動(dòng)。在鐵架臺豎直桿上記下此位置Q1，用刻度尺測出Q1到水平面的高度H。

③保持P位置不變，長木板一端放置在鐵架臺豎直桿Q2上。用刻度尺量出Q1Q2的距離h1，將滑塊從Q2位置由靜止釋放，由光電門計(jì)時(shí)器讀出滑塊的擋光時(shí)間t1。

④保持P位置不變，重新調(diào)節(jié)長木板一端在鐵架臺上的放置位置，重復(fù)步驟③數(shù)次。

Ⅰ.滑塊沿長木板由Q2運(yùn)動(dòng)到P的過程中，用測量的物理量回答下列問題(重力加速度已知為g)：

(1)滑塊通過光電門時(shí)的動(dòng)能Ek＝________。

(2)滑塊克服摩擦力做的功Wf＝________。

(3) 合力對滑塊做的功W合＝________。

Ⅱ.某學(xué)生以鐵架臺豎起桿上的放置位置到Q1的距離h為橫坐標(biāo)，以滑塊通過光電門的擋光時(shí)間平方倒數(shù) 為縱坐標(biāo)，根據(jù)測量數(shù)據(jù)在坐標(biāo)中描點(diǎn)畫出如圖乙所示直線，直線延長線沒有過坐標(biāo)原點(diǎn)，其原因主要是______________________________。

Answer 1

【答案】m mgH mgh1 平衡摩擦力傾角過大

【解析】

（1）滑塊經(jīng)過光電門的速度：，動(dòng)能m；

（2）設(shè)P點(diǎn)到鐵架臺的水平距離為d，PQ1與水平面的夾角為α。由題意知，從Q1到P做勻速運(yùn)動(dòng)，可得：，；設(shè)PQ2與水平面的夾角為β，PQ2的長度為S，則從Q2到P克服摩擦力做功：；合力做功：；（4）乙圖：

，平衡摩擦傾角過大。