Question

15．為了探究合外力對物體做的功與物體動能的變化的關(guān)系，設(shè)置了如圖a實(shí)驗(yàn)裝置，木板傾斜構(gòu)成斜面，斜面B處裝有圖b所示的光電門．
①圖c，用10分度的游標(biāo)卡尺測得擋光條的寬度d=0.51cm．

②裝有擋光條的物塊由A處靜止釋放后沿斜面加速下滑．讀出擋光條通過光電門的擋光時(shí)間t，則物塊通過B處時(shí)的速度為$\fracs1zyxow{t}$（用字母表示）
③測得A、B兩處的高度差為H、水平距離L；已知物塊與斜面的動摩擦因數(shù)為μ．為了完成實(shí)驗(yàn)，還必須知道的物理量是當(dāng)?shù)刂亓�加速度g
④如果實(shí)驗(yàn)結(jié)論得到驗(yàn)證，則以上各物理量之間的關(guān)系滿足：H=$\frac{zxn0krq^{2}+2μg{t}^{2}L}{2g{t}^{2}}$（用字母表示）

Answer 1

分析 ①游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．游標(biāo)的零刻度線超過主尺上的刻度數(shù)為主尺讀數(shù)，游標(biāo)讀數(shù)等于分度乘以對齊的根數(shù)．
②物塊通過光電門的時(shí)間非常小，因此可以平均速度代替其通過的瞬時(shí)速度，據(jù)此可以求出物塊通過光電門時(shí)的速度大��；
③④根據(jù)動能定理，結(jié)合滑動摩擦力做功的表達(dá)式，即可求解．

解答 解：①、游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為：0.5cm，游標(biāo)讀數(shù)等于：0.1×1mm=0.1mm=0.01cm，
所以最終讀數(shù)為：0.5cm+0.01cm=0.51cm．
②、擋光條的物塊通過光電門時(shí)的速度為v=$\fracceeylsw{t}$，
③根據(jù)物塊下滑過程中，重力與滑動摩擦力做的功，等于動能的增加，
則有：$\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$=mgH$-μmgcosθ\frac{L}{cosθ}$=mgH-μmgL；
為了完成實(shí)驗(yàn)，還必須知道的物理量是重力加速度g；
④根據(jù)動能定理，則有：$\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$=mgH-μmgL；
解得：H=$\frac{bciucaz^{2}+2μg{t}^{2}L}{2g{t}^{2}}$；
故答案為：①0.51；②$\fraczpky486{t}$；③當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g；④$\frac{f8f4lbs^{2}+2μg{t}^{2}L}{2g{t}^{2}}$

點(diǎn)評 ①解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀；
②加深對平均速度和瞬時(shí)速度的理解，只有當(dāng)時(shí)間間隔△t趨向于零時(shí)，此時(shí)的速度可以認(rèn)為是瞬時(shí)速度，熟練應(yīng)用運(yùn)動學(xué)公式求解實(shí)驗(yàn)問題；
③考查動能定理的應(yīng)用，掌握滑動摩擦力做功的計(jì)算，注意在斜面的滑動摩擦力做功值μmgL．