Question

【題目】某實驗小組用圖甲實驗裝置探究合力做功與動能變化的關系。鐵架臺豎直固定放置在水平桌面上，長木板一端放置在水平桌面邊緣P處，另一端放置在鐵架臺豎直鐵桿上，使長木板傾斜放置，長木板P處放置一光電門，用光電計時器記錄滑塊通過光電門時的擋光時間。實驗步驟是：

①用游標卡尺測出滑塊的擋光寬度L，用天平測量滑塊的質量m。

②平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上的P處為軸，調節長木板在鐵架臺上的放置位置，使滑塊恰好沿木板向下做勻速運動。在鐵架臺豎直桿上記下此位置Q1，用刻度尺測出Q1到水平面的高度H。

③保持P位置不變，長木板一端放置在鐵架臺豎直桿Q2上。用刻度尺量出Q1Q2的距離h1，將滑塊從Q2位置由靜止釋放，由光電門計時器讀出滑塊的擋光時間t1。

④保持P位置不變，重新調節長木板一端在鐵架臺上的放置位置，重復步驟③數次。

Ⅰ.滑塊沿長木板由Q2運動到P的過程中，用測量的物理量回答下列問題(重力加速度已知為g)：

(1)滑塊通過光電門時的動能Ek＝________。

(2)滑塊克服摩擦力做的功Wf＝________。

(3) 合力對滑塊做的功W合＝________。

Ⅱ.某學生以鐵架臺豎起桿上的放置位置到Q1的距離h為橫坐標，以滑塊通過光電門的擋光時間平方倒數 為縱坐標，根據測量數據在坐標中描點畫出如圖乙所示直線，直線延長線沒有過坐標原點，其原因主要是______________________________。

Answer 1

【答案】m mgH mgh1 平衡摩擦力傾角過大

【解析】

（1）滑塊經過光電門的速度：，動能m；

（2）設P點到鐵架臺的水平距離為d，PQ1與水平面的夾角為α。由題意知，從Q1到P做勻速運動，可得：，；設PQ2與水平面的夾角為β，PQ2的長度為S，則從Q2到P克服摩擦力做功：；合力做功：；（4）乙圖：

，平衡摩擦傾角過大。