Question

11．現(xiàn)要探究“合外力做功與物體動能增加量的關(guān)系”．給定下述器材：一傾角可調(diào)的光滑長斜面，小車，打點計時器及紙帶，米尺，裝置如圖（甲）．

①打點計時器應接交流（填“交流”或“直流”）電源．
②設斜面傾角為θ，小車質(zhì)量為m，重力加速度為g，靜止釋放小車，當小車位移為S時的瞬時速度為v，則該過程合外力做的功為W=mgS•sinθ．小車增加的動能△E_K=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$．
③圖乙是根據(jù)實驗繪出的S-v²圖線，斜率表示$\frac{1}{2gsinθ}$．

Answer 1

分析 根據(jù)實驗的原理確定所需測量的物理量，從而確定所需的測量器材；根據(jù)重力做功的公式：W=mgh即可求出重力的功；根據(jù)動能的表達式求出小車增加的動能；根據(jù)合外力的功與物體動能的關(guān)系即可求出斜率的意義．

解答 解：①實驗中使用打點計時器，所以需要電壓合適的50Hz交流電源．
②斜面傾角為θ，小車質(zhì)量為m，重力加速度為g，靜止釋放小車，當小車位移為S重力做功：
W=mgh=mgS•sinθ．
小車的瞬時速度是v，則動能為：${E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}^{2}$
③若重力對物體做的功全部轉(zhuǎn)化為物體的動能則滿足：$mgS•sinθ=\frac{1}{2}m{v}^{2}$．
圖線的斜率：$k=\frac{S}{{v}^{2}}=\frac{1}{2gsinθ}$
故答案為：①交流； ②mgSsinθ，$\frac{1}{2}m{v^2}$；③$\frac{1}{2gsinθ}$

點評 該題命題意圖：實驗題盡量簡單，以嶄新的情景考查最基本的動能定理．實驗重點考查打點計時器的使用，實驗原理的理解和從圖象分析數(shù)據(jù)的能力．