Question

16．某實(shí)驗(yàn)小組想測(cè)量木板對(duì)木塊的摩擦力所做的功．裝置如圖1，一木塊放在粗糙的水平長木板上，右側(cè)栓有一細(xì)線，跨過固定在木板邊緣的滑輪與重物連接，木塊左側(cè)與穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，長木板固定在水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上．實(shí)驗(yàn)時(shí)，木塊在重物牽引下向右運(yùn)動(dòng)，重物落地后，木塊繼續(xù)向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，圖2給出了重物落地后打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，系列小黑點(diǎn)是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出 ），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電頻率為50Hz，不計(jì)紙帶與木塊間的拉力．

①可以判斷紙帶的右端（左或右端）與木塊連接．根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)計(jì)算打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打下A點(diǎn)和B點(diǎn)時(shí)木塊的速度v_A=0.72m/s，v_B=0.97m/s．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
②要測(cè)量在AB段木板對(duì)木塊的摩擦力所做的功WAB，還需要的實(shí)驗(yàn)器材是G，還應(yīng)測(cè)量的物理量是B．（填入所選實(shí)驗(yàn)器材和物理量前的字母）
A．木板的長度l        B．木塊的質(zhì)量m₁       C．木板的質(zhì)量m₂
D．重物質(zhì)量m₃       E．木塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t      F．AB段的距離lAB
G．天平               H．秒表                 J．彈簧秤．

Answer 1

分析 ①重物落地后，木塊由于慣性繼續(xù)前進(jìn)，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離逐漸減小；紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該點(diǎn)前后相鄰兩個(gè)點(diǎn)間的平均速度；
②克服摩擦力做的功等于動(dòng)能的減小量，故需要天平測(cè)量質(zhì)量

解答 解：①重物落地后，木塊由于慣性繼續(xù)前進(jìn)，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離逐漸減小，
故紙帶向右運(yùn)動(dòng)，故其右端連著小木塊；計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為：
t=0.02s×5=0.1s，
紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該點(diǎn)前后相鄰兩個(gè)點(diǎn)間的平均速度，
打A點(diǎn)的速度為${v}_{A}=\frac{0.0684+0.0748}{0.1×2}m/s=0.72m/s$
打B點(diǎn)時(shí)的速度為：
v_B=$\frac{0.0941+0.1006}{0.1×2}$=0.97 m/s． 
②木塊在運(yùn)動(dòng)過程中，克服摩擦力做的功等于木塊動(dòng)能的減小量，由動(dòng)能定理得：木塊克服摩擦力做的功為：
W_f=$\frac{1}{2}$mv_B²-$\frac{1}{2}$mv_A²，
因此實(shí)驗(yàn)過程中還需要用天平測(cè)出木塊的質(zhì)量m₁，因此需要的實(shí)驗(yàn)器材是G，需要測(cè)量的量是B
故答案為：①右端，0.72 m/s，0.97 m/s
②G，B

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵要明確實(shí)驗(yàn)的原理和實(shí)驗(yàn)的具體操作步驟，然后結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和動(dòng)能定理進(jìn)行分析判斷