题目内容
19．如图甲所示，某实验小组利用图示装置探究“外力做功与滑块动能变化的关系”，主要步骤如下：A．按图示器材连接好装置；
B．托盘内加砝码，当托盘和砝码的总质量为m0时，轻推滑块，滑块恰好做匀速直线运动，称出滑块的质量为M，若纸带与打点计时器之间的摩擦不计，则滑块与长木板间的动摩擦因数μ=$\frac{{m}_{0}}{M}$；
C．本实验采用电磁打点计时器进行研究，在拨动学生电源开关前，图乙中存在一个明显的错误，请指出：工作电压过高，应选择4-6V；
D．撤去托盘和砝码，并取下细线，先接通电源，再轻推滑块，使滑块获得一定初速度后撤去外力，滑块运动过程中打出一条纸带，截取纸带的最后一段，如图丙所示，则纸带的运动方向为b→a（填“a→b”或“b→a”）；
E．用刻度尺测量AB、BC、CD、DE、EF间的距离，分别记为x1、x2、x3、x4、x5，相邻两点间的时间间隔为T，则B、E之间动能定理表达式可用上述物理量表示为：m0g（x2+x3+x4）=$\frac{1}{2}M（\frac{{x}_{4}+{x}_{5}}{2T}）^{2}$-$\frac{1}{2}M（\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}）^{2}$．
F．实验结束，整理仪器．
分析 据该实验的实验原理，平衡摩擦力和滑动摩擦力公式求摩擦因数；据打点计时器的工作原理使用知道错误；
解答 解：由于小车匀速运动，所以钩码的重力等于小车的滑动摩擦力，即m0g=μMg
所以μ=$\frac{{m}_{0}}{M}$
打点计时器的工作电压是4-6V，而乙图中的工作电压过高，故应选择4-6V 的交流电．
据题可知，纸带做减速运动，所以相同的时间内位移逐渐减小，所以纸带应向左运动，即由b→a．
据匀变速直线运动的推论，可知：vB=$\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}$
vE=$\frac{{x}_{4}+{x}_{5}}{2T}$
据图可知，BE间的距离为：x2+x3+x4
据动能定理得：m0g（x2+x3+x4）=$\frac{1}{2}M（\frac{{x}_{4}+{x}_{5}}{2T}）^{2}$-$\frac{1}{2}M（\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}）^{2}$
故答案为：$\frac{{m}_{0}}{M}$；工作电压过高，故应选择4-6V；b→a； m0g（x2+x3+x4）=$\frac{1}{2}M（\frac{{x}_{4}+{x}_{5}}{2T}）^{2}$-$\frac{1}{2}M（\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}）^{2}$
点评 要明确此题在验证合外力的功与动能变化间的关系中用到的原理，围绕实验原理，明确实验目的，根据相应的物理规律可知需要测量的物理量及实验时的注意事项．
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