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为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实验方案:第一步:把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起,将滑块M和带夹重锤m通过细绳跨过定滑轮相连,重锤夹后连一穿

题目详情
为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实验方案:第一步:把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起,将滑块M和带夹重锤m通过细绳 跨过定滑轮相连,重锤夹后连一穿过打点计时器的纸带,调整木板倾角,直到轻推滑 块后,滑块沿木板向下匀速运动,如图甲所示. 第二步:保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳 和重锤,将滑块与纸带相连,使纸带穿过打点计时器,然后接通电源,释放滑块,使之从静止开始向下加速运动,打出纸带,如图乙所示.打出的纸带如图丙所示.
作业帮
请回答下列问题:
(1)已知 O、A、B、C、D、E、F 相邻计数点间的时间间隔为△t,根据纸带求滑块速度,打点计时器打 B 点时滑块速度 vB=___.
(2)已知重锤质量为 m,当地的重力加速度为 g,要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块___(写出物理名称及符号,只写一个物理量),合外力对滑块做功的表达式W=___.
(3)算出滑块运动 OA、OB、OC、OD、OE 段合外力对滑块所做的功W以及在 A、B、C、D、E 各点的速度v,以 v2 为纵轴、W为横轴建立直角坐标系,描点作出 v2-W 图象,得到一条过原点的倾斜直线,根据图象还可求得___.
▼优质解答
答案和解析
(1)匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,故:
vB=
x3-x1
2△t

(2)本题运动过程中,物块受到的合力为重力,要求合力做的功,则还需要测出这一过程滑块运动的位移x,则合外力对滑块做功的表达式W=mgx,
(3)合外力做的功为W=mgx=
1
2
mv2,
所以v2=
2
m
W,则v2-W图象是一条过原点的倾斜的直线,
根据图象课求得直线斜率为k,所以m=
2
k
,即根据图象可以求得滑块的质量.
故答案为:(1)
x3-x1
2△t
;(2)运动的位移x;mgx;(3)滑块的质量.