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2021高三·全国·专题练习)某实验小组用如图所示实验装置探究合力做功与动能变化的关系。铁架台固定在水平桌面上,将足够长的薄长木板倾斜放置,一端固定在水平桌面边缘P处,另一端放置在铁架台的铁杆上,忽略铁杆粗细,P处放置一光电门(未画出)。实验步骤如下:

 

用游标卡尺测出滑块上的挡光片的宽度,用天平测出滑块的质量m

平衡摩擦力:以P处为长木板的转动中心,调节长木板在铁架台上的放置位置,使滑块恰好沿木板向下做匀速运动。在铁架台竖直杆上记下此位置,用刻度尺测出到水平桌面的高度H

长木板一端保持在P处,另一端放置在铁架台竖直杆位置,用刻度尺量出的距离,将滑块从木板上的位置由静止释放,记录挡光片的挡光时间

保持长木板一端在P处,重新调节长木板另一端在铁架台上的放置位置,重复步骤数次。

Ⅰ.滑块沿长木板由运动到P的过程中,用测量的物理量回答下列问题(已知重力加速度为g)。

(1)滑块动能的变化量           

(2)滑块克服摩擦力做的功           

(3)合力对滑块做的功           

Ⅱ.某考生以木板在铁架台竖直杆上的放置位置到的距离h为横轴,以滑块通过光电门时的挡光时间t的倒数的平方为纵轴,根据测量数据在坐标系中描点画出图线,若图线为过原点的直线,且图线斜率           ,则能证明合外力做的功等于物体动能的变化量。

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