Question

2．在“探究滑塊速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，某研究性學習小組在一端裝有定滑輪的長木板的中段粘上均勻的薄砂紙，砂面朝上，還選用了質量為100g的長方體木塊、一段較長的棉繩、一盒鉤碼（單個質量為50g）、電磁打點計時器、紙帶、復寫紙、學生電源和導線若干，實驗裝置如圖甲所示，實驗時在小車上加載四個鉤碼，在棉繩的右端懸掛三個鉤碼，接通電源，釋放小車，成功打出了一條紙帶，紙帶的局部如圖乙，大部分點的時刻和速度的對應關系已經描繪在圖丙里．

（1）根據(jù)圖乙，請計算0.20s時刻點的瞬時速度，填入表中．

時刻（s）	0.20	0.24	0.28	0.32	0.36
速度（m/s）	0.66	0.75	0.87	0.93	1.01

（2）根據(jù)上述表格中的五組數(shù)據(jù)，請在圖丙中描繪出對應的五個點，再根據(jù)圖中所有的點，描繪出最能反映出木塊運動性質的v-t圖象．

（3）根據(jù)上述圖象，請說明滑塊的運動性質：滑塊先做勻加速運動，接著做勻速運動，最后再做勻加速運動
（4）在實驗結束后，同學們對實驗進行了反思：A同學認為本實驗有必要在左端墊上小墊塊以平衡摩擦力，B同學認為沒有必要，你認為B的觀點正確； C同學認為本實驗中三個鉤碼質量太大，有必要換質量更小的配重，以滿足“重物質量m遠小于滑塊質量M”這一條件，D同學認為沒有必要，你認為D的觀點正確；同學們都認為可以由實驗數(shù)據(jù)粗略計算出木塊與砂紙之間的動摩擦因數(shù)，其值為0.50（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出0.02s時刻的瞬時速度．
（2、3）作出滑塊的v-t圖線．根據(jù)圖線得出滑塊的運動規(guī)律．
（4）該實驗不需要平衡摩擦力，不需要滿足重物質量m遠小于滑塊質量M．抓住滑塊做勻速直線運動，結合共點力平衡求出動摩擦因數(shù)的大�。�

解答 解：（1、2）0.02s時刻的瞬時速度為：
v=$\frac{0.1420-0.1148}{0.04}$=0.68m/s．
作出的速度時間圖線如圖所示：．
（3）由圖線可知，滑塊先做勻加速運動，接著做勻速運動，最后再做勻加速運動．
（4）本實驗探究滑塊速度隨時間的變化規(guī)律，不需要平衡摩擦力，所以B的觀點正確，實驗中不需要滿足m遠小于滑塊點的質量，所以D的觀點正確．
根據(jù)中段滑塊做勻速直線運動，根據(jù)共點力平衡得，mg=μMg，m=150g=0.150kg，M=300g=0.300kg，
解得：μ=0.50．
故答案為：（1）0.68（0.65～0.70均給分）；（2）如上圖所示；（3）滑塊先做勻加速運動，接著做勻速運動，最后再做勻加速運動；（4）B，D，0.50．

點評 本題取材于教材必修一之《實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》，但本題將長木板的中段貼上砂紙，改變摩擦力，使得木塊的運動分成三段，進而考察學生的實驗分析能力、設計能力、處理數(shù)據(jù)能力和歸因分析能力，解決本題的關鍵知道某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，會結合滑塊的圖線分析滑塊的運動規(guī)律，基礎題．