Question

某同學(xué)利用打點(diǎn)計時器、質(zhì)量為m的滑塊、可調(diào)節(jié)高度的斜面、直尺等儀器進(jìn)行“探究動能定理”的實(shí)驗(yàn),如圖所示,他首先將打點(diǎn)計時器固定在斜面的上端,并將滑塊與紙帶相連,讓紙帶穿過打點(diǎn)計時器,接通低壓交流電源(已知其頻率為f)后釋放滑塊,打點(diǎn)計時器在紙帶上打下一系列計數(shù)點(diǎn).

回答下列問題:(用已知字母表示)

(1)寫出影響滑塊動能變化的主要因素　. 

(2)該實(shí)驗(yàn)探究中為了求合力,應(yīng)先求出滑塊與斜面的動摩擦因數(shù).該同學(xué)通過多次調(diào)節(jié)斜面的高度,得到一條打點(diǎn)間距均勻的紙帶,此時相對應(yīng)的斜面長為L、斜面高為h.由此可求出滑塊與斜面的動摩擦因數(shù)為μ=　　　　. 

(3)保持斜面長度不變,升高斜面高度到H(H>h),該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到一條打點(diǎn)清晰的紙帶,如圖所示,用直尺測出x₁、x₂、x₃,對A、B兩點(diǎn)研究:此時滑塊在A、B兩點(diǎn)的速度大小為:v_A=　　　　,v_B=　　　　. 

(4)如果該同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時各物理量的單位分別是:L、H、x₁、x₂、x₃單位為cm,質(zhì)量m單位是kg,頻率f單位為Hz,重力加速度g單位為m/s²,對AB段進(jìn)行研究,在實(shí)驗(yàn)允許的誤差范圍內(nèi),該同學(xué)根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)直接計算合力對滑塊所做的功為W,滑塊動能的改變量為ΔE_k,結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者的差別很大,請分析其原因.寫出該同學(xué)計算出的數(shù)值W與ΔE_k之間正確關(guān)系的表達(dá)式　　　　. 

Answer 1

解析:(1)由滑塊在斜面上運(yùn)動可知,影響滑塊動能變化的是合力的功,即重力做功和摩擦力做功.

(2)滑塊在斜面上做勻速直線運(yùn)動,則有:mgsin θ=μmgcos θ(θ為斜面的傾角),可得μ=tan θ=.

(3)由運(yùn)動學(xué)公式得A點(diǎn)的瞬時速度是v_A==f,B點(diǎn)的瞬時速度是v_B==f.

(4)合力對滑塊所做的功W和滑塊動能的改變量ΔE_k數(shù)值差別很大,因?yàn)閱挝粵]有統(tǒng)一用國際單位,應(yīng)修正為W=ΔE_k×10^-2 J.

答案:(1)重力做功、摩擦力做功　(2)

(3)f　f　(4)W=ΔE_k×10^-2 J