题目内容

【题目】某同学利用打点计时器、已知质量为m的滑块、可调节高度的斜面、直尺等仪器进行探究动能定理的实验,如图所示,他首先将打点计时器固定在斜面的上端,并将滑块与纸带相连,让纸带穿过打点计时器,接通低压交流电源(已知其频率为f)后释放滑块,打点计时器在纸带上打下一系列记数点.

回答下列问题:(用已知字母表示)

1)写出影响滑块动能变化的主要因素_________________

2)该实验探究中为了求合力,应先求出滑块与斜面的动摩擦因数.该同学通过多次调节斜面的高度,得到一条打点间距均匀的纸带,如图甲所示,此时相对应的斜面长为L、斜面高为h.由此可求出滑块与斜面的动摩擦因数为μ________

3)保持斜面长度不变,升高斜面高度到H(Hh),该同学在实验中得到一条打点清晰的纸带,如图乙所示,用直尺测出x1x2x3,对AB两点研究:此时滑块在AB两点的速度大小为:vA________vB________

4)如果该同学在记录数据时各物理量的单位分别是:LHx1x2x3单位为cm,质量m单位是kg,频率f单位为Hz,重力加速度g单位为m/s2,对AB段进行研究,在实验允许的误差范围内,该同学根据记录的数据直接计算合力对滑块所做的功为W,滑块动能的改变量为ΔEk,结果发现两者的差别很大,其原因是________。写出该同学计算出的数值WΔEk之间正确关系的表达式________

【答案】重力做功、摩擦力做功 f 单位没有统一用国际单位 WΔEk×102J

【解析】

1[1]小车在斜面上加速下滑时,受三个力:重力、支持力、摩擦力等,显然支持力不做功,那么影响动能的功有重力的功及摩擦力的功;

2[2]由题图甲可知滑块在斜面上做匀速直线运动,则有:

mgsinθμmgcosθ(θ为斜面的倾角)

可得

3[3][4]由匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可得A点的瞬时速度是

B点的瞬时速度是

4[5][6]该同学根据记录的数据直接计算合力对滑块所做的功为W和滑块动能的改变量为ΔEk,两者数值差别很大,说明该同学在探究动能定理时单位没有统一用国际单位,应修正为

WΔEk×102J

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