题目内容
18.某实验小组想测量木板对木块的摩擦力所做的功,装置如图所示.实验时,木块在重物牵引下,水平向右运动.下图给出了重物落地后打点计时器打出的纸带,系列小黑点是计数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.打点计时器所用交流电频率为50Hz,不计纸带与木块间的作用力.(1)可以判断纸带的右(左或右)端与木块连接.
(2)要测量在AB段木板对木块的摩擦力所做的功WAB,还需要测量的物理量是B.(填入所选实验器材和物理量前的字母)
A.木板的长度l B.木块的质量m1 C.木板的质量m2
D.重物质量m3 E.木块运动的时间t F.AB段的距离lAB
(3)在AB段,木板对木块的摩擦力所做的功的关系式WAB=$\frac{1}{2}$m1vA2-$\frac{1}{2}$m1vB2.(用vA、vB和第(2)问中测得的物理量的字母表示)
分析 (1)重物落地后,木块由于惯性继续前进,做匀减速直线运动,相邻计数点间的距离逐渐减小;纸带上某点的瞬时速度等于该点前后相邻两个点间的平均速度;
(2)克服摩擦力做的功等于动能的减小量,故需要天平测量质量;
(3)根据动能定理求出木板对木块的摩擦力所做的功.
解答 解:(1)重物落地后,木块由于惯性继续前进,做匀减速直线运动,相邻计数点间的距离逐渐减小,故纸带向右运动,故其右端连着小木块;
(2)木块在运动过程中,克服摩擦力做的功等于木块动能的减小量,由动能定理得:木块克服摩擦力做的功为:
Wf=$\frac{1}{2}$mvB2-$\frac{1}{2}$mvA2,
因此实验过程中还需要用天平测出木块的质量m1,因此需要的实验器材是G,需要测量的量是B.
(3)根据(2)可知,在AB段,木板对木块的摩擦力所做的功的关系式-WAB=$\frac{1}{2}$m1vB2-$\frac{1}{2}$m1vA2.
解得:WAB=$\frac{1}{2}$m1vA2-$\frac{1}{2}$m1vB2
故答案为:(1)右;(2)B;(3)$\frac{1}{2}$m1vA2-$\frac{1}{2}$m1vB2
点评 本题关键要明确实验的原理和实验的具体操作步骤,然后结合匀变速直线运动的规律和动能定理进行分析判断.
练习册系列答案
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9.
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