(2012•宿州三模)图示为某学习小组“探究动能定理”的实验装置:水平轨道上固定两个光电门,滑块上固定有拉力传感器和遮光

(2012•宿州三模)图示为某学习小组“探究动能定理”的实验装置:水平轨道上固定两个光电门,滑块上固定有拉力传感器和遮光片,细线一端与传感器连接,另一端跨过光滑轻质的定滑轮挂上砝码盘.滑块、传感器和遮光片的总质量为M,遮光片的宽度为d,光电门1和2的中心距离为s.
(1)释放滑块前,调节滑轮的高度,使细线保持水平,当挂上总重力为m0g的砝码和砝码盘时,测得滑块通过光电门1和 2的遮光时间相等,则滑块受到桌面的摩擦力大小Ff=
m
0
g
m
0
g

(2)增加适当的钩码,释放滑块,测得通过光电门1和2的遮光时间分别是t1和t2,拉力传感器示数为F,在遮光片通过光电门1和2的过程中,滑块、传感器和遮光片组成的系统所受的合外力做功 W=
(F-
m
0
g
)S
(F-
m
0
g
)S
(用F、mO、g、s表示),该系统的动能增加量△Ek=
Md
2
2
(
1
t
2
2
1
t
2
1
)
Md
2
2
(
1
t
2
2
1
t
2
1
)
(用M、t1、t2、d表示).如果W≈△Ek,则该实验可以验证动能定理是成立的.
无限欢乐 1年前 已收到1个回答 举报

l304812538 幼苗

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解题思路:本题的关键是滑块速度等于遮光片宽度d与遮光时间t的比值,滑块通过光电门1和 2的遮光时间相等说明滑块在做匀速运动,根据平衡条件可求出滑块受到的滑动摩擦力大小,然后再比较合外力做的功与动能的变化的关系.

(1)滑块通过光电门1和 2的遮光时间相等,说明滑块做匀速运动,由平衡条件可得滑块受到桌面的摩擦力大小
F f=
m 0g,
(2)根据功的计算公式可得系统所受的合外力做功 W=(F-
F f)S=(F-
m 0g)S,动能增量表达式
△E K=[1/2]m
V22-[1/2]m
V21,
V 1=[d

t 1,
V 2=
d

t 2,代入可得△
E K=

Md2 /2(
1

t22−
1

t21).
故答案为(1)
m 0g,(2)(F-
m 0g)S,

Md2
2(
1

t

点评:
本题考点: 探究功与速度变化的关系.

考点点评: 因动能定理的表达式为W 总]=△E K=[1/2]mv22-[1/2]mv21,W 总是合外力对滑块做的功,因此只要先求出W 总,再求出△E K,若二者近似相等则动能定理即可验证.

1年前

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