Question

某实验小组想测量木板对木块的摩擦力所做的功，装置如图所示，一木块放在粗糙的水平长木板上，左侧栓有一细线，跨过固定在木板边缘的滑轮与重物连接，木块右侧与穿过打点计时器的纸带相连，长木板固定在水平实验台上。实验时，木块在重物牵引下向右运动，重物落地后，木块继续向左做匀减速运动，下图给出了重物落地后打点计时器打出的纸带，系列小黑点是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。打点计时器所用交流电频率为50Hz，不计纸带与木块间的作用力。

(1)可以判断纸带的________（左或右）端与木块连接。

(2)根据纸带提供的数据计算打点计时器在打下A点和B点时木块的速度：v_A＝_____m/s，v_B＝____m/s。（结果均保留两位有效数字）

(3)要测量在AB段木板对木块的摩擦力所做的功W_AB，还需要的实验器材是_______，还应测量的物理量是_____。（填入所选实验器材和物理量前的字母）

A．木板的长度l            B．木块的质量m₁ C．木板的质量m₂

D．重物质量m₃ E．木块运动的时间t        F．AB段的距离l_AB

G．天平                    H．刻度尺                I．弹簧秤

(4)在AB段，木板对木块的摩擦力所做的功的关系式W_AB＝_____。（用v_A、v_B和第（3）问中测得的物理量的字母表示）

Answer

右端 0.72 0.97 GH B

【解析】（1）重物落地后，木块由于惯性继续前进，做匀减速直线运动，相邻计数点间的距离逐渐减小，故纸带向右运动，故其右端连着小木块；
（2）计数点间的时间间隔t=0.02s×5=0.1s，纸带上某点的瞬时速度等于该点前后相邻两个点间的平均速度，打A点时的速度为：vA==0.72 m/s，
打B点时的速度为：vB==0.97 m/s．
（3）木块在运动过程中，克服摩擦力做的功等于木块动能的减小量，由动能定理得：木块克服摩擦力做的功为：Wf=mv22-mv12，因此实验过程中还需要用天平测出木块的质量m1，用刻度尺测量长度，因此需要的实验器材是G、H，需要测量的量是B．
（3）在AB段对木块，由动能定理得：-WAB=m1vB2-m1vA2，
因此在AB段木板对木块的摩擦力所做的功的关系式有：WAB=m1vA2-m1vB2．