1.
(2020·六安模拟)
小宇同学利用如图甲所示的装置验证动能定理,遮光条的宽度d为图乙中的游标卡尺(游标有十个分度)所示,其中托盘的质量为m=10g,每个砝码的质量均为m=10g,小车和遮光条以及传感器的总质量为M=100g,忽略绳子与滑轮之间的摩擦。小宇做了如下的操作:
①滑块上不连接细绳,将长木板的右端适当垫高,以平衡摩擦力;
②取5个砝码放在小车上,让小车由静止释放,传感器的示数为F,记录遮光条经过光电门时的挡光时间为Δt;
③测出遮光条距离光电门的间距为s,如图丙所示;
④从小车上取一个砝码放在托盘上,并将小车由同一位置释放,重复②,直到将砝码全部放在托盘中;
由以上操作分析下列问题:
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(1)
遮光条的宽度d为mm,遮光条到光电门的间距s为m;
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(2)
用以上的字母表示遮光条经过光电门时的速度的表达式为;
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(3)
在②过程中细绳的拉力所做的功为,所对应动能的变化量为;(用字母表示)
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(4)
在上述过程中如果将托盘及盘中砝码的总重力计为F′,则F′所做的功为,所对应系统的动能的变化量为;(用字母表示)
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(5)
如果以F′为纵轴,Δt的为横轴,该图线为直线,由题中的条件求出图线的斜率k,其大小为(结果保留两位有效数字)。
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