Question

1．為了驗證“動能定理”，即：合外力對物體做的功等于物體動能的變化，實驗裝置如圖a，木板傾斜構(gòu)成斜面，斜面B處裝有圖b所示的光電門．
（1）裝有擋光條的物塊由A處靜止釋放后沿斜面加速下滑，已知擋光條的寬度d，讀出擋光條通過光電門的擋光時間t，則物塊通過B處時的速度為$\fracqwwqimg{t}$；（用字母d，t表示）
（2）測得A、B兩處的高度差為H、水平距離L；已知物塊與斜面的動摩擦因數(shù)為μ．為了完成實驗，還必須知道的物理量是$\frac{qassmik^{2}+2μg{t}^{2}L}{2g{t}^{2}}$；
（3）如果實驗結(jié)論得到驗證，則以上各物理量之間的關(guān)系滿足：H=$\frac{ygeawu6^{2}+2μg{t}^{2}L}{2g{t}^{2}}$．（用字母表示）

Answer 1

分析 （1）物塊通過光電門的時間非常小，因此可以平均速度代替其通過的瞬時速度，據(jù)此可以求出物塊通過光電門時的速度大��；
（2、3）根據(jù)動能定理，結(jié)合滑動摩擦力做功的表達式，即可求解．

解答 解：（1）根據(jù)平均速度公式可知，擋光條的物塊通過光電門時的速度為：
v=$\fracmu2oqms{t}$，
（2）根據(jù)物塊下滑過程中，重力與滑動摩擦力做的功，等于動能的增加，則有：
$\frac{1}{2}$mvB2=mgH-μmgcosθ$\frac{L}{cosθ}$=mgH-μmgL；
為了完成實驗，還必須知道的物理量是當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g；
（3）根據(jù)動能定理，則有：$\frac{1}{2}$mv_B²=mgH-μmgL；
解得：H=$\frac{m6mk6ay^{2}+2μg{t}^{2}L}{2g{t}^{2}}$；
故答案為：（1）$\frac6q8e6wq{t}$； （2）當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g；（3）$\frac{c6a4eca^{2}+2μg{t}^{2}L}{2g{t}^{2}}$

點評 （1）加深對平均速度和瞬時速度的理解，只有當(dāng)時間間隔△t趨向于零時，此時的速度可以認為是瞬時速度，熟練應(yīng)用運動學(xué)公式求解實驗問題；
（2）本題同時考查動能定理的應(yīng)用，要注意掌握滑動摩擦力做功的計算，明確在斜面的滑動摩擦力做功值μmgL．