Question

【題目】某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、已知質(zhì)量為m的滑塊、可調(diào)節(jié)高度的斜面、直尺等儀器進(jìn)行《探究動(dòng)能定理》的實(shí)驗(yàn)（如圖1），他首先將打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(diǎn)計(jì)時(shí)器，接通低壓交流電源（已知頻率為f）后釋放滑塊，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列記數(shù)點(diǎn)．
回答下列問題：（用已知字母表示）

（1）寫出影響滑塊動(dòng)能變化的主要因素
（2）該實(shí)驗(yàn)探究中為了求合外力，應(yīng)先求出滑塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)．該同學(xué)通過多次調(diào)節(jié)斜面的高度，得到一條打點(diǎn)間距均勻的紙帶（如圖2），此時(shí)相對應(yīng)的斜面長為L斜面高為h．由此可求出滑塊與斜面的動(dòng)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(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到一條打點(diǎn)清晰的紙帶（如圖3），用直尺測出S1 S2 S3 ， 對A、B兩點(diǎn)研究：
此時(shí)滑塊在A、B兩點(diǎn)的速度大小為：VA= ， VB=
（4）如果該同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時(shí)各物理量的單位分別是：L、H、S1、S2、S3為cm，m為kg，f為Hz，g為m/s2 ， 對AB段進(jìn)行研究，在實(shí)驗(yàn)允許的誤差范圍內(nèi)，該同學(xué)根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)直接計(jì)算合外力對滑塊所做的功為W，滑塊動(dòng)能的改變量為△Ek ， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者的差別很大，請分析其原因．寫出該同學(xué)計(jì)算出的數(shù)值W與△Ek之間正確關(guān)系的表達(dá)式．

Answer 1

【答案】
（1）

解：對滑塊進(jìn)行受力分析可知，滑塊下滑的過程中受到重力．斜面的支持力和摩擦力的作用，其中支持力不做功，因此，影響滑塊動(dòng)能變化的主要因素是重力和摩擦力．

（2）
（3）；
（4）W=△Ek× 10 ﹣2
【解析】解：（1）對滑塊進(jìn)行受力分析可知，滑塊下滑的過程中受到重力．斜面的支持力和摩擦力的作用，其中支持力不做功，因此，影響滑塊動(dòng)能變化的主要因素是重力和摩擦力．（2）從圖2中可知，滑塊所做的運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)，受到的合外力等于0；所以：mgsinθ=μmgcosθ
整理得： （3）A點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于OB段的平均速度， B點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于AC段的平均速度 ；（4）該同學(xué)使用的長度的單位不統(tǒng)一，導(dǎo)致探究的結(jié)論不對．可能是錯(cuò)誤的主意原因． 應(yīng)為W=△Ek× 10 ﹣2 ．
所以答案是：（1）影響滑塊動(dòng)能變化的主要因素是重力和摩擦力．（2） ；（3） ； ； （4） W=△Ek× 10 ﹣2