Question

11．為驗(yàn)證“動(dòng)能定理“，某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(mén)．

（1）如圖c所示，用10分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光條的寬度d=0.51cm；
（2）裝有擋光條的物塊由A處?kù)o止釋放后沿斜面加速下滑，讀出擋光條通過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間t，則物塊通過(guò)B處時(shí)的速度為$\fracf7tdn7d{t}$（用字母表示）；
（3）測(cè)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(dòng)摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g，為了完成實(shí)驗(yàn)，需要驗(yàn)證的表達(dá)式為$\frac{b51z3rf^{2}}{2{t}^{2}}=gH-μgL$（用題中所紿物理量符合表示）

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．游標(biāo)的零刻度線超過(guò)主尺上的刻度數(shù)為主尺讀數(shù)，游標(biāo)讀數(shù)等于分度乘以對(duì)齊的根數(shù)；
（2）物塊通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間非常小，因此可以平均速度代替其通過(guò)的瞬時(shí)速度，據(jù)此可以求出物塊通過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度大小；
（3）根據(jù)動(dòng)能定理，結(jié)合滑動(dòng)摩擦力做功的表達(dá)式，即可求解．

解答 解：①游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為：0.5cm，游標(biāo)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(guò)光電門(mén)時(shí)的速度為v=$\fracv1zfdbt{t}$，
③根據(jù)物塊下滑過(guò)程中，重力與滑動(dòng)摩擦力做的功，等于動(dòng)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(yàn)證的表達(dá)式為$\frac{rbplrt5^{2}}{2{t}^{2}}=gH-μgL$．
故答案為：（1）0.51；（2）$\fraclvd5d9d{t}$；（3）$\frac{nrxfrjb^{2}}{2{t}^{2}}=gH-μgL$

點(diǎn)評(píng) ①解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．
②加深對(duì)平均速度和瞬時(shí)速度的理解，只有當(dāng)時(shí)間間隔△t趨向于零時(shí)，此時(shí)的速度可以認(rèn)為是瞬時(shí)速度，熟練應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解實(shí)驗(yàn)問(wèn)題．
③考查動(dòng)能定理的應(yīng)用，掌握滑動(dòng)摩擦力做功的計(jì)算，注意在斜面的滑動(dòng)摩擦力做功值μmgL．