Question

10．某实验小组用如图甲所示装置测量木板对木块的摩擦力所做的功．实验时，木块在重物牵引下向右运动，重物落地后，木块继续向右做匀减速运动．图乙是重物落地后打点计时器打出的纸带，纸带上的小黑点是计数点，相邻的两计数点之间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz．

（1）可以判断纸带的右端（填“左端”或“右端”）与木块连接．根据纸带提供的数据可计算出打点计时器在打下A点、B点时木块的速度v_A、v_B，其中v_A=0.72m/s．（结果保留两位有效数字）
（2）要测量在AB段木板对木块的摩擦力所做的功W_AB，还应测量的物理量是B．（填入物理量前的字母）
A．木板的长度l             B．木块的质量m₁
C．木板的质量m₂            D．重物的质量m₃
E．木块运动的时间t         F．AB段的距离x_AB
（3）在AB段木板对木块的摩擦力所做的功的表达式W_AB=$\frac{1}{2}{m}_{1}{{v}_{A}}^{2}-\frac{1}{2}{m}_{1}{{v}_{B}}^{2}$．（用v_A、v_B和第（2）问中测得的物理量的符号表示）

Answer 1

分析 （1）重物着地后，木块做匀减速直线运动，根据相等时间内的位移减小确定纸带的哪一端与木块连接．根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出A点的速度．
（2、3）该过程中摩擦力做功等于动能的变化，结合动能定理确定所需测量的物理量，求出摩擦力所做的功．

解答 解：（1）木块在重物牵引下向右运动，重物落地后，木块继续向右做匀减速运动，则相等时间内的位移越来越小，可知纸带的右端与木块相连．
A点的瞬时速度为：${v}_{A}=\frac{（6.84+7.48）×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=0.72m/s．
（2）重物着地后，摩擦力做功等于木块动能的变化量，根据A、B的速度大小求出摩擦力做功的大小，所以还需要测量的物理量为木块的质量．故选：B．
（3）根据动能定理知，W_AB=$\frac{1}{2}{m}_{1}{{v}_{A}}^{2}-\frac{1}{2}{m}_{1}{{v}_{B}}^{2}$．
故答案为：（1）右端，0.72；（2）B；（3）$\frac{1}{2}{m}_{1}{{v}_{A}}^{2}-\frac{1}{2}{m}_{1}{{v}_{B}}^{2}$．

点评 本题关键要明确实验的原理和实验的具体操作步骤，然后结合匀变速直线运动的规律和动能定理进行分析判断．