实验题15分保分练(三)
(时间：15分钟 分值：15分)
1．(9分)(2019·四川广元三模)用如图甲所示装置来探究功和动能变化的关系。木板上固定两个完全相同的遮光条A、B，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上，轨道放在水平桌面上，P为小桶(内有砂子)，滑轮质量、摩擦不计，重力加速度为g。
(1)实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是________。
A．使木板释放后，木板能匀加速下滑
B．增大木板下滑的加速度
C．使得细线拉力做的功等于合力对木板做的功
D．使得木板在未施加拉力时能匀速下滑
(2)用游标卡尺测量遮光条的宽度，示数如图乙所示，则遮光条的宽度d＝________cm。
(3)实验主要步骤如下：
①测量木板、遮光条的总质量M，两遮光条间的距离L，按甲图正确连接器材。
②将木板左端与轨道左端对齐，静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数F及遮光条B、A先后经过光电门的时间t1、t2，则遮光条B、A通过光电门的过程中木板动能的变化量ΔEk＝________；合外力对木板做的功W＝________。(用字母M、t1、t2、d、L、F表示)
③在小桶中增加砂子，重复②的操作。
④比较W、ΔEk的大小，得出实验结论。
(4)若在本实验中轨道水平放置，其他条件和实验步骤不变，假设木板与轨道之间的动摩擦因数为μ，测得多组F、t1、t2的数据，并得到F与的关系图象如图丙所示，已知图象在纵轴上的截距为b，直线的斜率为k，则μ＝________(用字母b、d、L、k、g表示)。
思路点拨 遮光条B、A先后经过光电门的瞬时速度可利用平均速度替代；第(3)问要明确研究对象，以木板为研究对象，其受到的合力为拉力，拉力做的功利用功的定义式计算。
[解析] (1)轨道略微倾斜的目的是平衡摩擦力，这样在未施加拉力时木板就能做匀速直线运动，木板连上细线后，细线的拉力等于木板受到的合力，细线的拉力对木板做的功等于合力对木板做的功，故C、D项正确。
(2)游标卡尺主尺的读数为1 mm，游标尺上的第14个刻度与主尺上的刻度对齐，所以游标尺的读数为0.05×14 mm＝0.70 mm，总读数为1 mm＋0.70 mm＝1.70 mm＝0.170 cm。
(3)遮光条B通过光电门时的速度vB＝，遮光条A通过光电门时的速度vA＝，则ΔEk＝Mv－Mv＝ 。光滑的滑轮两端的细线拉力处处相等，弹簧测力计的示数F是细线的拉力大小，也是木板所受的合外力大小，故W＝FL。
(4)当轨道水平放置时，对木板，由动能定理得(F－μMg)L＝ ，解得F＝ ＋μMg，结合F与－的关系图象可知斜率k＝，纵截距b＝μMg，联立解得μ＝。
[答案] (1)CD (2)0.170 (3) FL (4)
