Question

10．某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示裝置測(cè)量木板對(duì)木塊的摩擦力所做的功．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)．圖乙是重物落地后打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，紙帶上的小黑點(diǎn)是計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有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．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50Hz．

（1）可以判斷紙帶的右端（填“左端”或“右端”）與木塊連接．根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)可計(jì)算出打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打下A點(diǎn)、B點(diǎn)時(shí)木塊的速度v_A、v_B，其中v_A=0.72m/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W_AB，還應(yīng)測(cè)量的物理量是B．（填入物理量前的字母）
A．木板的長(zhǎng)度l             B．木塊的質(zhì)量m₁
C．木板的質(zhì)量m₂            D．重物的質(zhì)量m₃
E．木塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t         F．AB段的距離x_AB
（3）在AB段木板對(duì)木塊的摩擦力所做的功的表達(dá)式W_AB=$\frac{1}{2}{m}_{1}{{v}_{A}}^{2}-\frac{1}{2}{m}_{1}{{v}_{B}}^{2}$．（用v_A、v_B和第（2）問中測(cè)得的物理量的符號(hào)表示）

Answer 1

分析 （1）重物著地后，木塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)相等時(shí)間內(nèi)的位移減小確定紙帶的哪一端與木塊連接．根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出A點(diǎn)的速度．
（2、3）該過程中摩擦力做功等于動(dòng)能的變化，結(jié)合動(dòng)能定理確定所需測(cè)量的物理量，求出摩擦力所做的功．

解答 解：（1）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)，則相等時(shí)間內(nèi)的位移越來越小，可知紙帶的右端與木塊相連．
A點(diǎn)的瞬時(shí)速度為：${v}_{A}=\frac{（6.84+7.48）×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=0.72m/s．
（2）重物著地后，摩擦力做功等于木塊動(dòng)能的變化量，根據(jù)A、B的速度大小求出摩擦力做功的大小，所以還需要測(cè)量的物理量為木塊的質(zhì)量．故選：B．
（3）根據(jù)動(dòng)能定理知，W_AB=$\frac{1}{2}{m}_{1}{{v}_{A}}^{2}-\frac{1}{2}{m}_{1}{{v}_{B}}^{2}$．
故答案為：（1）右端，0.72；（2）B；（3）$\frac{1}{2}{m}_{1}{{v}_{A}}^{2}-\frac{1}{2}{m}_{1}{{v}_{B}}^{2}$．

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．