题目内容
某小组同学用下述方法验证动能定理,如图所示,在带滑轮的长板上放置一个质量为m1的木块,已知木块与长板间动摩擦因数为μ.用跨过滑轮(滑轮的大小可不计)的细线将m1与另一个木块m2相连接.开始时m2离地面高度为h,m1离长板右端距离也为h,放开后m2带动m1作加速运动.当m2落地时m1正好离开长木板,最后m1也落地(m1抛出后在空中运动的过程中细线始终处于松弛状态).m1、m2、h、μ均已知,手边只有刻度尺一个测量工具.(1)用这个装置及刻度尺验证m1、m2一起运动过程的动能定理时
(A)针对的物体是m1,过程是m1在空中运动的过程
(B)针对的物体是m2,过程是m2落地前的运动过程
(C)针对的物体是m1和m2,过程是m2落地前的运动过程
(D)针对的物体是m1和m2,过程是m1落地前的运动过程
(2)实验中还需要测量的物理量有 .(写出具体的物理量名称及其符号)
(3)所研究的过程中合外力做功的表达式为 ,动能变化量的表达式为 .(用题目中的已知量和测得量的符号表示,重力加速度为g)
【答案】分析:两木块在下面木块m2的重力作用下一起做加速运动,下面木块m2落地后,木块m1做平抛运动,动能定理验证的是两木块一起运动的过程中;测出m1做平抛运动的水平与竖直位移,求出平抛运动的初速度,应用功的公式、动能定理分析答题即可.
解答:解:(1)实验研究的是两木块一起运动的过程,即研究对象是:物体m1和m2,过程是m1落地前的运动过程,故选D;
(2)除m1、m2、h、μ外,还需要测量的量有:m1的落地点到m2落地点的距离s、长木板离地面的高度H;
(3)在两木块一起运动过程中,合外力所做的功W=m2gh-μm1gh;m1做平抛运动,则H=
gt2,s=vt,解得,平抛运动的初速度v=s
,
动能的变化量△EK=
(m1+m2)v2=
;
故答案为:(1)(2)(3)m2gh-μm1gh;
.
点评:知道实验的原理、分析清楚实验过程、应用平抛运动规律与动能的计算公式即可正确解题.
解答:解:(1)实验研究的是两木块一起运动的过程,即研究对象是:物体m1和m2,过程是m1落地前的运动过程,故选D;
(2)除m1、m2、h、μ外,还需要测量的量有:m1的落地点到m2落地点的距离s、长木板离地面的高度H;
(3)在两木块一起运动过程中,合外力所做的功W=m2gh-μm1gh;m1做平抛运动,则H=
动能的变化量△EK=
故答案为:(1)(2)(3)m2gh-μm1gh;
点评:知道实验的原理、分析清楚实验过程、应用平抛运动规律与动能的计算公式即可正确解题.
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