Question

為了“探究動能改變與合外力做功”的關系，某同學設計了如下實驗方案：
A．第一步他把帶有定滑輪的木板有滑輪的一端墊起，把質量為的滑塊通過細繩與質量為的帶夾重錘相連，然后跨過定滑輪，重錘夾后連一紙帶，穿過打點計時器，調整木板傾角，直到輕推滑塊后，滑塊沿木板勻速運動如，圖甲所示。
B．第二步保持長木板的傾角不變，將打點計時器安裝在長木板靠近滑輪處，取下細繩和鉤碼，將滑塊與紙帶相連，使其穿過打點計時器，然后接通電源釋放滑塊，使之從靜止開始加速運動，打出紙帶，如圖乙所示。

打出的紙帶如下圖：

試回答下列問題：
①已知相鄰計數的時間間隔為，根據紙帶求滑塊速度，當打點計時器打點時滑塊速度___________，打點計時器打點時滑塊速度___________。
②已知重錘質量，當地的重加速度，要測出某一過程合外力對滑塊做的功還必須測出這一過程滑塊____________（寫出物理名稱及符號），合外力對滑塊做功的表達式______________。
③測出滑塊運動段、合外力對滑塊所做的功，算出、、、、,以為縱軸，以為橫軸建坐標系，描點作出圖象，可知它是一條過坐標原點的傾斜直線，若直線斜率為，則滑塊質量___________。

Answer 1

①；②下滑的位移；③。

試題分析：①勻變速直線運動過程中，過程中的平均速度等于該過程中中間時刻速度，所以，
②重力做功為，所以還需要測出滑塊下滑的位移x，故
③根據動能定理可得，所以
點評：在處理紙帶問題時，我們常常利用勻變速直線運動過程中的平均速度公式求瞬時速度，利用逐差法求加速度，