Question

（9分）用如图甲所示装置来探究功和动能变化的关系.木板上固定两个完全相同的遮光条A、B，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上，轨道放在水平桌面上，P为小桶（内有沙子），滑轮质量、摩擦不计，重力加速度g.

(1)实验中轨道应倾斜一定角度，这样做目的是        .

A.为了使释放木板后，木板能匀加速下滑

B.为了增大木板下滑的加速度

C.可使得细线拉力做的功等于合力对木板做的功

D.可使得木板在未施加拉力时能匀速下滑

(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d=        cm.

(3)实验主要步骤如下：

①测量木板、遮光条的总质量M，测量两遮光条的距离L；按甲图正确连接器材.

②将木板左端与轨道左端对齐，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F及遮光条B、A先后经过光电门的时间为、.则遮光条B、A通过光电门的过程中木板动能的变化量       ，合外力对木板做功          ，（用字母表示）.

③在小桶中增加沙子，重复②的操作.

④比较的大小，得出实验结论.

(4)若再本实验中轨道水平放置，其它条件和实验步骤不变，假设木板与轨道之间的动摩擦因数为.测得多组的数据，并得到F与的关系图像如图丙.已知图像在纵轴上的截距为，直线的斜率为，求解           （用字母表示）.

Answer

(1)CD ; (2)0.170; (3), ，

【解析】

试题分析：（1）木板略微倾斜的目的是平衡摩擦力（），小车就能做匀速直线运动，小车连上细绳后拉力等于其合力，细线的拉力对小车做的功等于合力对小车做的功，故CD正确．故选CD。

（2）游标卡尺的读数先读出主尺的刻度数：1mm，游标尺的刻度第14个刻度与上边的刻度对齐，所以读数为：0.05×14=0.70mm，总读数为：1mm+0.70mm=1.70mm=0.170cm。

（3）小车通过B时的速度,小车通过A时的速度,则。

光滑的滑轮两端的细绳拉力处处相同，弹簧测力计的示数显示的是细绳的拉力即为小车的合外力，故。

当轨道水平放置时，对小车由动能定得，解得，结合F与的关系图像可知斜率，纵截距，联立解得.

考点：本题考查探究动能定理。

【名师点睛】这个实验对于我们可能是一个新的实验，但该实验的原理都是我们学过的物理规律．做任何实验问题还是要从最基本的物理规律入手去解决．对于系统问题处理时我们要清楚系统内部各个物体能的变化．