Question

19．如圖甲所示，某實(shí)驗(yàn)小組利用圖示裝置探究“外力做功與滑塊動(dòng)能變化的關(guān)系”，主要步驟如下：
A．按圖示器材連接好裝置；
B．托盤(pán)內(nèi)加砝碼，當(dāng)托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量為m₀時(shí)，輕推滑塊，滑塊恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)出滑塊的質(zhì)量為M，若紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦不計(jì)，則滑塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{{m}_{0}}{M}$；
C．本實(shí)驗(yàn)采用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行研究，在撥動(dòng)學(xué)生電源開(kāi)關(guān)前，圖乙中存在一個(gè)明顯的錯(cuò)誤，請(qǐng)指出：工作電壓過(guò)高，應(yīng)選擇4-6V；
D．撤去托盤(pán)和砝碼，并取下細(xì)線，先接通電源，再輕推滑塊，使滑塊獲得一定初速度后撤去外力，滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中打出一條紙帶，截取紙帶的最后一段，如圖丙所示，則紙帶的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閎→a（填“a→b”或“b→a”）；
E．用刻度尺測(cè)量AB、BC、CD、DE、EF間的距離，分別記為x₁、x₂、x₃、x₄、x₅，相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén)，則B、E之間動(dòng)能定理表達(dá)式可用上述物理量表示為：m₀g（x₂+x₃+x₄）=$\frac{1}{2}M（\frac{{x}_{4}+{x}_{5}}{2T}）^{2}$-$\frac{1}{2}M（\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}）^{2}$．
F．實(shí)驗(yàn)結(jié)束，整理儀器．

Answer 1

分析 據(jù)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，平衡摩擦力和滑動(dòng)摩擦力公式求摩擦因數(shù)；據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理使用知道錯(cuò)誤；

解答 解：由于小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)，所以鉤碼的重力等于小車(chē)的滑動(dòng)摩擦力，即m₀g=μMg
所以μ=$\frac{{m}_{0}}{M}$
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓是4-6V，而乙圖中的工作電壓過(guò)高，故應(yīng)選擇4-6V 的交流電．
據(jù)題可知，紙帶做減速運(yùn)動(dòng)，所以相同的時(shí)間內(nèi)位移逐漸減小，所以紙帶應(yīng)向左運(yùn)動(dòng)，即由b→a．
據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可知：v_B=$\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}$
    v_E=$\frac{{x}_{4}+{x}_{5}}{2T}$   
據(jù)圖可知，BE間的距離為：x₂+x₃+x₄
據(jù)動(dòng)能定理得：m₀g（x₂+x₃+x₄）=$\frac{1}{2}M（\frac{{x}_{4}+{x}_{5}}{2T}）^{2}$-$\frac{1}{2}M（\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}）^{2}$
故答案為：$\frac{{m}_{0}}{M}$；工作電壓過(guò)高，故應(yīng)選擇4-6V；b→a； m₀g（x₂+x₃+x₄）=$\frac{1}{2}M（\frac{{x}_{4}+{x}_{5}}{2T}）^{2}$-$\frac{1}{2}M（\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}）^{2}$

點(diǎn)評(píng) 要明確此題在驗(yàn)證合外力的功與動(dòng)能變化間的關(guān)系中用到的原理，圍繞實(shí)驗(yàn)原理，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，根�?jù)相應(yīng)的物理規(guī)律可知需要測(cè)量的物理量及實(shí)驗(yàn)時(shí)的注意事項(xiàng)．