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，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)相連，木板放在安裝有定滑輪和光電門的軌道上，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)。

（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______；

（3）主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①測(cè)量木板（含遮光條）的質(zhì)量，測(cè)量?jī)烧诠鈼l間的距離，按圖甲正確連接器材。

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)及遮光條先后經(jīng)過光電門所用的時(shí)間，則可以測(cè)出遮光條通過光電門時(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，建立木板速度和細(xì)線拉力對(duì)木板做的功的相關(guān)圖像，分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)中可能遇到的困難，回答下列問題：

①由靜止釋放木板的瞬間，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)會(huì)_______（填“變大”“變小”或“不變”）；

②如果將鉤碼的個(gè)數(shù)成倍增加，細(xì)線拉力對(duì)木板做的功將_______（填“會(huì)”或“不會(huì)”）成倍增加；

③利用圖像法處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，應(yīng)該建立_______（填“”“”或“”）圖像，如果得到的圖像是線性變化的，則說明實(shí)驗(yàn)探究成功，此時(shí)圖像的斜率的表達(dá)式為________（用已知物理量的符號(hào)表示）。

Answer 1

【答案】平衡摩擦力 0.560 變小 不會(huì)

【解析】

（1）[1]實(shí)驗(yàn)中軌道應(yīng)傾斜一定角度，是利用木板的重力沿軌道向下的分力來平衡摩擦力；

（2）[2]根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法可得遮光條的寬度為

（4）[3]釋放木板前，設(shè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為，根據(jù)受力平衡有

釋放的瞬間，對(duì)木板有

對(duì)鉤碼有

則有

故有

彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)會(huì)變小

[4]由

可知，當(dāng)鉤碼的個(gè)數(shù)成倍增加，即加倍時(shí)，不是成倍增加的，而每次位移相等，故細(xì)線拉力做的功不會(huì)成倍增加；

[5][6]以木板為研究對(duì)象，根據(jù)動(dòng)能定理有

故應(yīng)該建立圖像，圖像對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系為

故