Question

18．為驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，即：合外力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的變化，實(shí)驗(yàn)裝置如圖a，木板傾斜構(gòu)成斜面，斜面B處裝有圖b所示的光電門(mén)

①如圖c，用游標(biāo)卡尺測(cè)得擋光條的寬度為d
②裝有擋光條的物塊由A處?kù)o止釋放后沿斜面加速下滑，讀出擋光條通過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間t，則物塊通過(guò)B處時(shí)的速度為v=$\frac9l5b8ra{t}$（用字母表示）
③測(cè)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(dòng)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)氐闹亓�加速度g（用文字及字母表示）
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=$\frac{am0sip4^{2}+2μgL{t}^{2}}{2g{t}^{2}}$（用字母表示）．

Answer 1

分析 ②物塊通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間非常小，因此可以平均速度代替其通過(guò)的瞬時(shí)速度，據(jù)此可以求出物塊通過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度大小；
③④根據(jù)動(dòng)能定理，結(jié)合滑動(dòng)摩擦力做功的表達(dá)式，即可求解．

解答 解：②擋光條的物塊通過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度為v=$\fracddra0iu{t}$．
③根據(jù)物塊下滑過(guò)程中，重力與滑動(dòng)摩擦力做的功，等于動(dòng)能的增加，
則有：$\frac{1}{2}$mv_B²=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(dòng)能定理，則有：$\frac{1}{2}$mv_B²=mgH-μmgL；
解得：H=$\frac{azrpduq^{2}+2μgL{t}^{2}}{2g{t}^{2}}$；
故答案為：②$\fracqfxewhs{t}$；③當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g；④$\frac{ao0h0kc^{2}+2μgL{t}^{2}}{2g{t}^{2}}$．

點(diǎn)評(píng) （1）加深對(duì)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(dòng)學(xué)公式求解實(shí)驗(yàn)問(wèn)題；
（2）本題同時(shí)考查動(dòng)能定理的應(yīng)用，要注意掌握滑動(dòng)摩擦力做功的計(jì)算，明確在斜面的滑動(dòng)摩擦力做功值μmgL．