题目内容

4.某实验小组用如图1所示的实验装置来测量木板对物块的摩擦力所做的功.一物块放在粗糙的水平长木板上,右侧栓有一细线,跨过固定在木板边缘的滑轮与重锤连接,物块左侧与穿过打点计时器的纸带相连,长木板固定在水平实验台上,实验时,物块在重锤牵引下向右运重锤落地后,物块继续向右做匀减速运动.

①图2给出了重锤落地后打点计时器打出的纸带,纸带上的小黑点是计数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离已在图中标出,打点计时器所用交流电频率为50Hz,根据该图可以判断纸带的右端(选填“左端”或“右端”)与物块相连.打点计时器在打下4点和B点时物块的速度分别为vA=0.718m/s,vB=0.974m/s (结果保留三位有效数字)
②要测量物块在段运动时木板对物块的摩擦力所做的功WAB,在下面给出的器材和物理量中,应选用的器材是A,还需要测量的物理量是E.(均填所选实验器材和需要测量的物理量前的字母)
A.天平B.秒表C.弹簧秤
D.木板的长度L          E.物块的质量%F.木板的质量m2
G.重锤的质量m3       H.物块运动的时间        I AB段的距离LAB
③在AB段木板对物块的摩擦力所做的功WAB=$\frac{1}{2}$mvB2-$\frac{1}{2}$ mvA2.(用速度vA、vB符号和第②问中测量的物理量的符号表示)

分析 纸带实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度.

解答 解:①锤落地后,物块继续向右做匀减速运动,在纸带上可以看出从右到左相邻计数点间距逐渐减小,也就是纸带速度逐渐减小,所以纸带的右端与物块相连.
②利用匀变速直线运动的推论得:
vA=$\frac{x}{t}$=$\frac{0.0685+0.0750}{0.2}$=0.718m/s
vB=$\frac{x′}{t}$=$\frac{0.0942+0.1006}{0.2}$=0.974m/s
③在AB段克服摩擦力所做功为WAB
根据动能定理得:-WAB=$\frac{1}{2}$mvA2-$\frac{1}{2}$mvB2
WAB=$\frac{1}{2}$mvB2-$\frac{1}{2}$ mvA2;
故答案为:①右端,②0.718,0.974;③$\frac{1}{2}$mvB2-$\frac{1}{2}$ mvA2.

点评 要注意单位的换算和有效数字的保留,掌握求平均速度的方法,理解动能定理的内容.

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