Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組想測量木板對木塊的摩擦力所做的功，裝置如圖1所示，一木塊放在粗糙的水平長木板上，左側(cè)拴有一細(xì)線，跨過固定在木板邊緣的滑輪與重物連接，木塊右側(cè)與穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，長木板固定在水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。實(shí)驗(yàn)時(shí)，木塊在重物牽引下向左運(yùn)動(dòng)，重物落地后，木塊繼續(xù)向左做勻減速運(yùn)動(dòng)，圖2給出了重物落地后打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，系列小黑點(diǎn)是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離已用刻度尺測量出來，如圖2所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電頻率為50Hz，不計(jì)紙帶與木塊間的作用力。

（1）可以判斷紙帶的 ______ （左或右）端與木塊連接。

（2）根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)計(jì)算打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打下A點(diǎn)和B點(diǎn)時(shí)木塊的速度：vA= ______ m/s，vB= ______ m/s。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（3）要測量在AB段木板對木塊的摩擦力所做的功WAB，還應(yīng)測量的物理量是 ______ 。（填入物理量前的字母）

A．木板的長度 l
B．木塊的質(zhì)量m1
C．木板的質(zhì)量m2
D．重物質(zhì)量m3

E．木塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t

（4）在AB段，木板對木塊的摩擦力所做的功的關(guān)系式WAB= ______ ．（用vA、vB和第（3）問中測得的物理量的字母表示）

Answer 1

【答案】 （1）右 （2） 0.72 0.97 （3）B （4）

【解析】（1）重物落地后，木塊由于慣性繼續(xù)前進(jìn)，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離逐漸減小，故紙帶向右運(yùn)動(dòng)，故其右端連著小木塊；
（2）計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔t=0.02s×5=0.1s，紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該點(diǎn)前后相鄰兩個(gè)點(diǎn)間的平均速度，打A點(diǎn)時(shí)的速度為：vA==0.72 m/s；
打B點(diǎn)時(shí)的速度為：vB==0.97 m/s．
（3）木塊在運(yùn)動(dòng)過程中，克服摩擦力做的功等于木塊動(dòng)能的減小量，由動(dòng)能定理得：木塊克服摩擦力做的功為：Wf=mv22-mv12，因此實(shí)驗(yàn)過程中還需要用天平測出木塊的質(zhì)量m1，故選B．
（4）在AB段對木塊，由動(dòng)能定理得：-WAB=m1vB2-m1vA2，因此在AB段木板對木塊的摩擦力所做的功的關(guān)系式有：WAB=m1vA2-m1vB2．