Question

5．某學習小組利用如圖1所示的實驗裝置探究合外力與速度的關系．一端帶有定滑輪的長木板固定在水平桌面上，用輕繩繞過定滑輪及動滑輪將滑塊與彈簧測力計相連．實驗中改變動滑輪下懸掛的鉤碼個數，進行多次測量，記錄彈簧測力計的示數F，并利用速度傳感器測出從同一位置P由靜止開始釋放的滑塊經過速度傳感器時的速度大小v，用天平測出滑塊的質量m，用刻度尺測出P與速度傳感器間的距離s，當地的重力加速度大小為g，滑輪的質量都很小．

（1）實驗中鉤碼的質量不需要（填“需要”或“不需要”）遠小于滑塊的質量．
（2）根據實驗數據作出v²-F圖象，如圖2圖象中最符合實際情況的是B．
（3）根據實驗已測得數據及v²-F圖象，能（填“能”或“不能”）測出滑塊與長木板間的動摩擦因數．

Answer 1

分析 （1）實驗中滑塊所受的拉力可由彈簧測力計直接測出，不需要用鉤碼重力代替；
（2）根據動能定理列式得出v²-F的關系式，進而選擇圖象；
（3）由v²-F圖象讀出橫軸截距求解即可．

解答 解：（1）實驗中鉤碼的質量不需要遠小于滑塊的質量，因為滑塊所受的拉力可由彈簧測力計直接測出．
（2）由Fs-μmgs=$\frac{1}{2}$mv²-0可得v²=$\frac{2s}{m}$F-2μgs，當m、s、μ一定時，v²與F為線性關系，且v=0時F＞0，B正確．
故選：B
（3）由v²-F圖象讀出橫軸截距b，則b=μmg，得μ=$\frac{b}{mg}$．
故答案為：（1）不需要；（2）B；（3）能．

點評 本題重點是考察學生實驗創新能力及運用圖象處理實驗數據的能力，對這種創新類型的題目，應仔細分析給定的方案和數據，建立物理模型．