Question

2．為驗證“動能定理”，即：合外力對物體做的功等于物體動能的變化，實驗裝置如圖a，木板傾斜構(gòu)成斜面，斜面B處裝有圖b所示的光電門

①如圖c，用10分度的游標(biāo)卡尺測得擋光條的寬度d=0.51cm．
②裝有擋光條的物塊由A處靜止釋放后沿斜面加速下滑，讀出擋光條通過光電門的擋光時間t，則物塊通過B處時的速度為$\fracowtqkco{t}$（用字母d，t表示）
③測得A、B兩處的高度差為H，水平距離L；已知物塊與斜面的動摩擦因數(shù)為μ，為了完成實驗，還必須知道的物理量是當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g
④如果實驗結(jié)論得到驗證，則以上各物理量之間的關(guān)系滿足：H=$\frac{4wvs04x^{2}+2μg{t}^{2}L}{2g{t}^{2}}$（用字母表示）．

Answer 1

分析 ①、游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．游標(biāo)的零刻度線超過主尺上的刻度數(shù)為主尺讀數(shù)，游標(biāo)讀數(shù)等于分度乘以對齊的根數(shù)．
②、物塊通過光電門的時間非常小，因此可以平均速度代替其通過的瞬時速度，據(jù)此可以求出物塊通過光電門時的速度大�。�
③④、根據(jù)動能定理，結(jié)合滑動摩擦力做功的表達式，即可求解；

解答 解：①、游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為：0.5cm，游標(biāo)讀數(shù)等于：0.1×1mm=0.1mm=0.01cm，
所以最終讀數(shù)為：0.5cm+0.01cm=0.51cm．
②、擋光條的物塊通過光電門時的速度為v=$\fraciewy9di{t}$，
③根據(jù)物塊下滑過程中，重力與滑動摩擦力做的功，等于動能的增加，
則有：$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$=mgH$-μmgcosθ•\frac{L}{cosθ}$=mgH-μmgL；
為了完成實驗，還必須知道的物理量是重力加速度g；
④根據(jù)動能定理，則有：$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$=mgH-μmgL；
解得：H=$\frac{\frac{e02gww9^{2}}{{t}^{2}}+2μgL}{2g}$=$\frac{pl2zwp9^{2}+2μg{t}^{2}L}{2g{t}^{2}}$；
故答案為：①0.51；②$\fraci2qbydi{t}$；③當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g；④$\frac{smsua4q^{2}+2μg{t}^{2}L}{2g{t}^{2}}$．

點評 ①、解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．
②、加深對平均速度和瞬時速度的理解，只有當(dāng)時間間隔△t趨向于零時，此時的速度可以認(rèn)為是瞬時速度，熟練應(yīng)用運動學(xué)公式求解實驗問題．
③、考查動能定理的應(yīng)用，掌握滑動摩擦力做功的計算，注意在斜面的滑動摩擦力做功值μmgL．