Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組想測量木板對木塊的摩擦力所做的功，裝置如圖所示，一木塊放在粗糙的水平長木板上，左側(cè)栓有一細(xì)線，跨過固定在木板邊緣的滑輪與重物連接，木塊右側(cè)與穿過打點(diǎn)計時器的紙帶相連，長木板固定在水平實(shí)驗(yàn)臺上。實(shí)驗(yàn)時，木塊在重物牽引下向右運(yùn)動，重物落地后，木塊繼續(xù)向左做勻減速運(yùn)動，下圖給出了重物落地后打點(diǎn)計時器打出的紙帶，系列小黑點(diǎn)是計數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示。打點(diǎn)計時器所用交流電頻率為50Hz，不計紙帶與木塊間的作用力。

(1)可以判斷紙帶的________（左或右）端與木塊連接。

(2)根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)計算打點(diǎn)計時器在打下A點(diǎn)和B點(diǎn)時木塊的速度：vA＝_____m/s，vB＝____m/s。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

(3)要測量在AB段木板對木塊的摩擦力所做的功WAB，還需要的實(shí)驗(yàn)器材是_______，還應(yīng)測量的物理量是_____。（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)動的時間t F．AB段的距離lAB

G．天平 H．刻度尺 I．彈簧秤

(4)在AB段，木板對木塊的摩擦力所做的功的關(guān)系式WAB＝_____。（用vA、vB和第（3）問中測得的物理量的字母表示）

Answer 1

【答案】 右端 0.72 0.97 GH B

【解析】（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，相鄰計數(shù)點(diǎn)間的距離逐漸減小，故紙帶向右運(yùn)動，故其右端連著小木塊；
（2）計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔t=0.02s×5=0.1s，紙帶上某點(diǎn)的瞬時速度等于該點(diǎn)前后相鄰兩個點(diǎn)間的平均速度，打A點(diǎn)時的速度為：vA==0.72 m/s，
打B點(diǎn)時的速度為：vB==0.97 m/s．
（3）木塊在運(yùn)動過程中，克服摩擦力做的功等于木塊動能的減小量，由動能定理得：木塊克服摩擦力做的功為：Wf=mv22-mv12，因此實(shí)驗(yàn)過程中還需要用天平測出木塊的質(zhì)量m1，用刻度尺測量長度，因此需要的實(shí)驗(yàn)器材是G、H，需要測量的量是B．
（3）在AB段對木塊，由動能定理得：-WAB=m1vB2-m1vA2，
因此在AB段木板對木塊的摩擦力所做的功的關(guān)系式有：WAB=m1vA2-m1vB2．