1. 某同学利用图甲中的实验装置探究物体的机械能变化量与外力做功的关系。所用器材有:一端带滑轮的长木板、轻细绳、50 g的钩码若干、光电门2个、数字计时器、带遮光条的滑块(质量为200 g,其上可放钩码)、刻度尺。g取9.80 m/s2。实验操作步骤如下:

①安装器材,调整两个光电门距离为50.00cm,轻细绳下端悬挂4个钩码,如图甲所示;

②接通电源,释放滑块,分别记录遮光条通过两个光电门的时间,并计算出滑块通过两个光电门时的速度;

③保持绳下端悬挂4个钩码不变,在滑块上依次增加一个钩码,记录滑块上所载钩码的质量,重复上述步骤;

④完成5次测量后,计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量m、系统(包含滑块、滑块所载钩码和轻细绳悬挂钩码)总动能的增加量及系统总机械能的减少量ΔE,结果如下表所示。

m/kg

0.200

0.250

0.300

0.350

0.400

/J

0.587

0.490

0.392

0.294

0.195

ΔE/J

0.393

0.490

0.686

0.785

(1) 实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为J(保留三位有效数字)。
(2) 步骤④中的表格所缺数据为。 若忽略滑轮和绳子之间的摩擦力做功,求滑块与木板之间的动摩擦因数为。(保留两位有效数字)
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2.

某实验小组利用如题图甲所示的装置探究功和动能变化的关系,他们将宽度为d的挡光片固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与砝码盘相连,在水平桌面上的A、B两点各安装一个光电门,记录小车通过A、B时的遮光时间,小车中可以放置砝码.

(1) 实验主要步骤如下:

①将木板略微倾斜以平衡摩擦力,使得细线拉力做的功等于合力对小车做的功.

②将小车停在C点,在砝码盘中放上砝码,小车在细线拉动下运动,记录此时小车、小车中砝码和挡光片的质量之和为M,砝码盘和盘中砝码的总质量为m,小车通过A、B时的遮光时间分别为t1、t2 , 则小车通过A、B过程中动能的变化量△E=(用字母M、t1、t2、d表示).

③在小车中增减砝码或在砝码盘中增减砝码,重复②的操作.

④用游标卡尺测量挡光片的宽度d

(2) 下表是他们测得的多组数据,其中M是小车、小车中砝码和挡光片的质量之和,|v22﹣v12|是两个速度的平方差,可以据此计算出动能变化量△E,取绳上拉力F大小近似等于砝码盘及盘中砝码的总重力,W是F在A、B间所做的功.表格中△E3=,W3=(结果保留三位有效数字).

次数

M/kg

|v22﹣v12|/(m/s)2

△E/J

F/N

W/J

1

1.000

0.380

0.190

0.400

0.200

2

1.000

0.826

0.413

0.840

0.420

3

1.000

0.996

△E3

1.010

W3

4

2.000

1.20

1.20

2.420

1.21

5

2.000

1.42

1.42

2.860

1.43

(3) 若在本实验中没有平衡摩擦力,假设小车与水平长木板之间的动摩擦因数为μ.利用上面的实验器材完成如下操作:保证小车质量不变,改变砝码盘中砝码的数量(取绳上拉力近似为砝码盘及盘中砝码的总重力),测得多组m、t1、t2的数据,并得到m与 的关系图象,如图乙所示.已知图象在纵轴上的截距为b,直线PQ的斜率为k,A、B两点的距离为s,挡光片的宽度为d,则μ=(用字母b、d、s、k、g表示).

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