Question

【题目】用如图甲所示装置来探究功和物体速度变化的关系，木板上固定两个完全相同的遮光条，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道上，轨道固定在水平桌面上，动滑轮上可挂钩码，滑轮质量、摩擦均不计。

（1）实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是__________；

（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度______；

（3）主要实验步骤如下：

①测量木板（含遮光条）的质量，测量两遮光条间的距离，按图甲正确连接器材。

②将木板左端与轨道左端对齐。由静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数及遮光条先后经过光电门所用的时间，则可以测出遮光条通过光电门时的速度大小和合外力对木板做的功；

③加挂钩码，重复②的操作，建立木板速度和细线拉力对木板做的功的相关图像，分析得出实验结论。

（4）根据实验中可能遇到的困难，回答下列问题：

①由静止释放木板的瞬间，弹簧测力计的示数会_______（填“变大”“变小”或“不变”）；

②如果将钩码的个数成倍增加，细线拉力对木板做的功将_______（填“会”或“不会”）成倍增加；

③利用图像法处理实验结果时，应该建立_______（填“”“”或“”）图像，如果得到的图像是线性变化的，则说明实验探究成功，此时图像的斜率的表达式为________（用已知物理量的符号表示）。

Answer 1

【答案】平衡摩擦力 0.560 变小 不会

【解析】

（1）[1]实验中轨道应倾斜一定角度，是利用木板的重力沿轨道向下的分力来平衡摩擦力；

（2）[2]根据游标卡尺的读数方法可得遮光条的宽度为

（4）[3]释放木板前，设弹簧测力计的示数为，根据受力平衡有

释放的瞬间，对木板有

对钩码有

则有

故有

弹簧测力计的示数会变小

[4]由

可知，当钩码的个数成倍增加，即加倍时，不是成倍增加的，而每次位移相等，故细线拉力做的功不会成倍增加；

[5][6]以木板为研究对象，根据动能定理有

故应该建立图像，图像对应的函数关系为

故