Question

【題目】為了“探究動(dòng)能改變與合外力做功”的關(guān)系,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案:

第一步:把帶有定滑輪的木板（有滑輪的）一端墊起,把質(zhì)量為M的滑塊通過細(xì)繩跨過定滑輪與質(zhì)量為m的重錘相連,重錘后連一穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶,調(diào)整木板傾角,直到輕推滑塊后,滑塊沿木板向下勻速運(yùn)動(dòng),如圖甲所示．

第二步:保持長木板的傾角不變,將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在長木板靠近滑輪處,取下細(xì)繩和重錘,將滑塊與紙帶相連,使紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,然后接通電源,釋放滑塊,使之從靜止開始向下加速運(yùn)動(dòng),打出紙帶,如圖乙所示．打出的紙帶如圖丙所示．

請(qǐng)回答下列問題:

（1）已知O、A、B、C、D、E、F相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為Δt,根據(jù)紙帶求滑塊速度,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)滑塊速度vB＝________．

（2）已知重錘質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>g,要測出某一過程合外力對(duì)滑塊做的功還必須測出這一過程滑塊________（寫出物理名稱及符號(hào),只寫一個(gè)物理量）,合外力對(duì)滑塊做功的表達(dá)式W合＝________．

（3）算出滑塊運(yùn)動(dòng)OA、OB、OC、OD、OE段合外力對(duì)滑塊所做的功W以及在A、B、C、D、E各點(diǎn)的速度v,以v2為縱軸、W為橫軸建立坐標(biāo)系,描點(diǎn)作出v2－W圖像,可知該圖像是一條________,根據(jù)圖像還可求得________．

Answer 1

【答案】（1）；

（2）下滑的位移x；mgx；

（3）過原點(diǎn)的直線;滑塊的質(zhì)量M

【解析】試題分析：（1）勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，故：

（2）本題運(yùn)動(dòng)過程中，物塊受到的合力為重力，要求合力做的功，則還需要測出這一過程滑塊運(yùn)動(dòng)的位移x，則合外力對(duì)滑塊做功的表達(dá)式W合=mgx;

（3）合外力做的功為，

所以，則v2-W圖象是一條過原點(diǎn)的傾斜的直線，根據(jù)圖象課求得直線斜率為k，所以，即根據(jù)圖象可以求得滑塊的質(zhì)量M。