Question

【題目】某同學利用打點計時器、已知質量為m的滑塊、可調節(jié)高度的斜面、直尺等儀器進行“探究動能定理”的實驗，如圖所示，他首先將打點計時器固定在斜面的上端，并將滑塊與紙帶相連，讓紙帶穿過打點計時器，接通低壓交流電源(已知其頻率為f)后釋放滑塊，打點計時器在紙帶上打下一系列記數(shù)點．

回答下列問題：(用已知字母表示)

（1）寫出影響滑塊動能變化的主要因素_________________。

（2）該實驗探究中為了求合力，應先求出滑塊與斜面的動摩擦因數(shù)．該同學通過多次調節(jié)斜面的高度，得到一條打點間距均勻的紙帶，如圖甲所示，此時相對應的斜面長為L、斜面高為h.由此可求出滑塊與斜面的動摩擦因數(shù)為μ＝________。

（3）保持斜面長度不變，升高斜面高度到H(H＞h)，該同學在實驗中得到一條打點清晰的紙帶，如圖乙所示，用直尺測出x1、x2、x3，對A、B兩點研究：此時滑塊在A、B兩點的速度大小為：vA＝________，vB＝________。

（4）如果該同學在記錄數(shù)據(jù)時各物理量的單位分別是：L、H、x1、x2、x3單位為cm，質量m單位是kg，頻率f單位為Hz，重力加速度g單位為m/s2，對AB段進行研究，在實驗允許的誤差范圍內，該同學根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)直接計算合力對滑塊所做的功為W，滑塊動能的改變量為ΔEk，結果發(fā)現(xiàn)兩者的差別很大，其原因是________。寫出該同學計算出的數(shù)值W與ΔEk之間正確關系的表達式________。

Answer 1

【答案】重力做功、摩擦力做功 f 單位沒有統(tǒng)一用國際單位 W＝ΔEk×10－2J

【解析】

（1）[1]小車在斜面上加速下滑時，受三個力：重力、支持力、摩擦力等，顯然支持力不做功，那么影響動能的功有重力的功及摩擦力的功；

（2）[2]由題圖甲可知滑塊在斜面上做勻速直線運動，則有：

mgsinθ＝μmgcosθ(θ為斜面的傾角)，

可得

。

（3）[3][4]由勻變速直線運動的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，可得A點的瞬時速度是

，

B點的瞬時速度是

；

（4）[5][6]該同學根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)直接計算合力對滑塊所做的功為W和滑塊動能的改變量為ΔEk，兩者數(shù)值差別很大，說明該同學在探究動能定理時單位沒有統(tǒng)一用國際單位，應修正為

W＝ΔEk×10－2J。