Question

【題目】某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、已知質(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(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)，如圖所示，他首先將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在斜面的上端，并將滑塊與紙帶相連，讓紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列記數(shù)點(diǎn)．

回答下列問(wèn)題：(用已知字母表示)

（1）寫出影響滑塊動(dòng)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(dòng)摩擦因數(shù)．該同學(xué)通過(guò)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，如圖甲所示，此時(shí)相對(duì)應(yīng)的斜面長(zhǎng)為L、斜面高為h.由此可求出滑塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝________。

（3）保持斜面長(zhǎng)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，如圖乙所示，用直尺測(cè)出x1、x2、x3，對(duì)A、B兩點(diǎn)研究：此時(shí)滑塊在A、B兩點(diǎn)的速度大小為：vA＝________，vB＝________。

（4）如果該同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時(shí)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(duì)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(jì)算合力對(duì)滑塊所做的功為W，滑塊動(dòng)能的改變量為ΔEk，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者的差別很大，其原因是________。寫出該同學(xué)計(jì)算出的數(shù)值W與ΔEk之間正確關(guān)系的表達(dá)式________。

Answer 1

【答案】重力做功、摩擦力做功 f 單位沒有統(tǒng)一用國(guó)際單位 W＝ΔEk×10－2J

【解析】

（1）[1]小車在斜面上加速下滑時(shí)，受三個(gè)力：重力、支持力、摩擦力等，顯然支持力不做功，那么影響動(dòng)能的功有重力的功及摩擦力的功；

（2）[2]由題圖甲可知滑塊在斜面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有：

mgsinθ＝μmgcosθ(θ為斜面的傾角)，

可得

。

（3）[3][4]由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，可得A點(diǎn)的瞬時(shí)速度是

，

B點(diǎn)的瞬時(shí)速度是

；

（4）[5][6]該同學(xué)根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)直接計(jì)算合力對(duì)滑塊所做的功為W和滑塊動(dòng)能的改變量為ΔEk，兩者數(shù)值差別很大，說(shuō)明該同學(xué)在探究動(dòng)能定理時(shí)單位沒有統(tǒng)一用國(guó)際單位，應(yīng)修正為

W＝ΔEk×10－2J。