Question

【題目】用如圖甲所示裝置來探究功和物體速度變化的關(guān)系。木板上固定兩個(gè)完全相同的遮光條A、B，木板放在安裝有定滑輪和光電門的軌道D上，用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將木板通過兩個(gè)滑輪與彈簧測(cè)力計(jì)C相連，軌道固定在水平桌面上，動(dòng)滑輪上可掛鉤碼，滑輪質(zhì)量、摩擦均不計(jì)。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①測(cè)量木板（含遮光條）的質(zhì)量M，測(cè)量?jī)烧诠鈼l間的距離L，按圖甲正確連接器材，并將軌道傾斜一定角度；

②將木板左端與軌道左端對(duì)齊，由靜止釋放木板，木板在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F及遮光條B、A先后經(jīng)過光電門所用的時(shí)間，則可以測(cè)出遮光條B、A通過光電門時(shí)的速度大小和合外力對(duì)木板做的功；

③加掛鉤碼，重復(fù)②的操作，建立木板速度v和細(xì)線拉力對(duì)木板做功W的相關(guān)圖像，分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

(1)實(shí)驗(yàn)中軌道應(yīng)傾斜一定角度，這樣做的目的是______。

(2)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度，如圖乙所示，則遮光條的寬度d=______mm。

(3)實(shí)驗(yàn)中，增加鉤碼個(gè)數(shù)時(shí)，______（選填“需要”或“不需要”）滿足鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木板質(zhì)量M。

(4)利用圖像法處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，應(yīng)該建立______（選填“”、“”或“”）圖像，如果得到的圖像是過原點(diǎn)的傾斜直線，則說明實(shí)驗(yàn)探究成功，此時(shí)圖像斜率的表達(dá)式為k=______（用已知物理量的符號(hào)表示）。

Answer 1

【答案】平衡摩擦力 5.60 不需要

【解析】

(1)[1]為了使繩子拉力作為合外力，需要使軌道傾斜一定角度，通過木板自身重力的分力平衡木板對(duì)木塊的滑動(dòng)摩擦力，所以實(shí)驗(yàn)中軌道應(yīng)傾斜一定角度，這樣做的目的是平衡摩擦力。

(2)[2]游標(biāo)卡尺的精度為，讀數(shù)為。

(3)[3]彈簧測(cè)力計(jì)可以直接測(cè)量繩子的拉力，即木板所受合外力，不需要滿足鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木板質(zhì)量M。

(4)[4]根據(jù)動(dòng)能定理

可知建立的關(guān)系可以得到的圖像為過原點(diǎn)的直線，便于達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/span>

[5]根據(jù)上述動(dòng)能定理表達(dá)式變形

所以圖像的斜率