Question

11．為驗證“動能定理“，某同學設計實驗裝置如圖a所示，木板傾斜構(gòu)成固定斜面，斜面B處裝有圖b所示的光電門．

（1）如圖c所示，用10分度的游標卡尺測量擋光條的寬度d=0.51cm；
（2）裝有擋光條的物塊由A處靜止釋放后沿斜面加速下滑，讀出擋光條通過光電門的擋光時間t，則物塊通過B處時的速度為$\fracmyiq5u5{t}$（用字母表示）；
（3）測得A、B兩處的高度差為H、水平距離L．已知物塊與斜面的動摩擦因數(shù)為μ，當?shù)氐闹亓�加速度為g，為了完成實驗，需要驗證的表達式為$\frac{k50vhdv^{2}}{2{t}^{2}}=gH-μgL$（用題中所紿物理量符合表示）

Answer 1

分析 （1）游標卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀．游標的零刻度線超過主尺上的刻度數(shù)為主尺讀數(shù)，游標讀數(shù)等于分度乘以對齊的根數(shù)；
（2）物塊通過光電門的時間非常小，因此可以平均速度代替其通過的瞬時速度，據(jù)此可以求出物塊通過光電門時的速度大小；
（3）根據(jù)動能定理，結(jié)合滑動摩擦力做功的表達式，即可求解．

解答 解：①游標卡尺的主尺讀數(shù)為：0.5cm，游標讀數(shù)等于：0.1×1mm=0.1mm=0.01cm，
所以最終讀數(shù)為：0.5cm+0.01cm=0.51cm．
②擋光條的物塊通過光電門時的速度為v=$\fracltdhpfx{t}$，
③根據(jù)物塊下滑過程中，重力與滑動摩擦力做的功，等于動能的增加，
則有：$\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$=mgH$-μmgcosθ•\frac{L}{cosθ}$=mgH-μmgL，
所以需要驗證的表達式為$\frac{b51tx0g^{2}}{2{t}^{2}}=gH-μgL$．
故答案為：（1）0.51；（2）$\fracyy4jjq0{t}$；（3）$\frac{iq4qeaf^{2}}{2{t}^{2}}=gH-μgL$

點評 ①解決本題的關(guān)鍵掌握游標卡尺的讀數(shù)方法，游標卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀．
②加深對平均速度和瞬時速度的理解，只有當時間間隔△t趨向于零時，此時的速度可以認為是瞬時速度，熟練應用運動學公式求解實驗問題．
③考查動能定理的應用，掌握滑動摩擦力做功的計算，注意在斜面的滑動摩擦力做功值μmgL．