2.用如圖(甲)所示的裝置驗證動能定理,滑塊放在水平的氣墊導軌上,滑塊釋放時遮光條與光電門間的距離為x(x<h),滑塊質量M,重物質量m.
(1)利用游標卡尺測量遮光條的厚度,測量結果如圖(乙)所示,遮光條的厚度d=1.8mm.
(2)若遮光條經(jīng)過光電門用的時間為△t,遮光條的厚度為d,則遮光條經(jīng)過光電門時系統(tǒng)增加的動能△Ek=$\frac{sc79rse^{2}}{2{(△t)}^{2}}(m+M)$,當?shù)氐闹亓铀俣葹間,系統(tǒng)合外力做功為W=mgx.
(3)通過測得實驗數(shù)據(jù)計算可知系統(tǒng)增加的動能△Ek小于系統(tǒng)合外力做功W,若不計偶然誤差這個因素,寫出兩條可能的原因:
①細繩與定滑輪之間存在摩擦力;
②存在空氣阻力.

分析 (1)游標卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù),不需估讀.
(2)由遮光條經(jīng)過光電門用的時間為△t,遮光條的厚度為d,求出遮光條經(jīng)過光電門時速度,再利用動能的定義式計算系統(tǒng)增加的動能,先找到系統(tǒng)受到的合外力,再計算合外力做的功;
(3)實驗過程中存在摩擦力和空氣阻力,會導致系統(tǒng)增加的動能△Ek小于系統(tǒng)合外力做功W.

解答 解:(1)游標卡尺的讀數(shù):游標卡尺主尺讀數(shù)為0mm,游標讀數(shù)為9×0.2mm=1.8mm 所以最終讀數(shù)為1.8mm;
(2)遮光條經(jīng)過光電門用的時間為△t,遮光條的厚度為d,則遮光條經(jīng)過光電門時速度v=$\frac297hh19{△t}$,故系統(tǒng)增加的動能△Ek=$\frac{1}{2}(M+m){v}^{2}=\frac{4l1bokx^{2}}{2(△t)^{2}}(M+m)$,系統(tǒng)受到的合外力為mg,則合外力做的功為W=mgx;
(3)通過測得實驗數(shù)據(jù)計算可知系統(tǒng)增加的動能△Ek小于系統(tǒng)合外力做功W,若不計偶然誤差這個因素,兩條可能的原因:①細繩與定滑輪之間存在摩擦力;②存在空氣阻力.
故答案為:(1)1.8mm;(2)$\frac{t77m944^{2}}{2(△t)^{2}}(m+M)$;mgx
(3)細繩與定滑輪之間存在摩擦力;存在空氣阻力.

點評 考查光電門測量瞬時速度的方法,理解機械能表達式的求解,注意摩擦阻力做功是影響機械能能否守恒的重要條件.

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(1)在紙帶上打下記數(shù)點5時的速度v=2.4m/s;
(2)從0點到第5個計數(shù)點的過程中系統(tǒng)動能的增量△EK=0.58J,系統(tǒng)勢能的減少量△EP=0.59J;
(3)通過(2)中的數(shù)據(jù)你得出的實驗結論是在實驗允許誤差范圍內(nèi),該系統(tǒng)機械能守恒.

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(2)若其他條件不變,在F=28N的水平恒力持續(xù)作用下,需多長時間能將木板從滑塊下抽出.

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