【題目】小紅和小明為物理興趣小組的成員,他們在學完牛頓運動定律后,想要運用已學知識探究滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)。實驗裝置如右圖,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端裝有定滑輪;木板上有一滑塊,其一端與電場打點計時器的紙帶相連,另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤相連(托盤和砝碼的質(zhì)量要比滑塊的質(zhì)量小很多)。打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz

(一)小紅為測得滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù),進行了如下實驗,在托盤中放入適量砝碼,滑塊開始做勻加速運動,在紙帶上打出一系列小點。

1)上圖為紙帶的一部分,根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算的加速度a= (保留三位有效數(shù)字)。

2)為測量動摩擦因數(shù),下列物理量還應測量的有 。(填入所選物理量前的字母)

A.木板的長度l

B.木板的質(zhì)量m1

C.滑塊的質(zhì)量m2

D.托盤和砝碼的總質(zhì)量m3

E、滑塊運動的時間t

3)通過測量、計算得出的動摩擦因數(shù)會比真實的動摩擦因數(shù) (填偏大偏小)。

4)小明覺得小紅的方法需要測量的物理量比較多,因而容易導致較大的誤差,他認真觀察、分析了小紅的實驗原理,重新調(diào)節(jié)了細繩的長度和桌子的高度后,發(fā)現(xiàn)打出的紙帶上的點后面有一段越來越密,如下圖所示,每兩個點間還有4個點沒有畫出來。小明覺得只需要分析后面的這些點就能很快的求出滑塊與木板間的動摩擦因數(shù),求得的結(jié)果μ= (保留三位有效數(shù)字)。

【答案】12CD3)偏大;(40225

【解析】試題分析:(1)由勻變速運動的推論△x=at2可知,加速度:

2以系統(tǒng)為研究對象,由牛頓第二定律得:m3g-f=m2+m3a,滑動摩擦力:f=m2

解得:,要測動摩擦因數(shù)μ,需要測出:滑塊的質(zhì)量m2 與托盤和砝碼的總質(zhì)量m3,故選CD;

3)由(2)可知,動摩擦因數(shù)的表達式為:,由牛頓第二定律列方程的過程中,考慮了木塊和木板之間的摩擦,但沒有考慮打點計時器給紙帶的阻力、細線和滑輪間、以及空氣等阻力,因此導致摩擦因數(shù)的測量值偏大.

4)每兩個點間還有4個點沒有畫出來,計數(shù)點間的時間間隔:t=002×5=01s

根據(jù)圖3所示紙帶由勻變速運動的推論△x=at2可知,加速度:

由牛頓第二定律得:-μm2g=m2a,解得:;

練習冊系列答案
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【題目】在變速直線運動中,下列關(guān)于加速度的正負與物體的運動情況判斷正確的是( 。

A. a>0時,物體一定做勻加速直線運動

B. a>0時,物體可能做勻減速直線運動

C. a<0時,物體一定做勻減速直線運動

D. a<0時,物體一定做減速直線運動

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B. 分子的平均動能減小放出熱量,內(nèi)能增大

C. 分子的平均動能不變吸收熱量,內(nèi)能增大

D. 分子的平均動能不變放出熱量,內(nèi)能減小

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A. 卡文迪許通過扭秤實驗,測定出了萬有引力恒量

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【題目】如圖所示,所有軌道均光滑,軌道AB與水平面的夾角為θ=370,A點距水平軌道的高度為H=18m。一無動力小滑車質(zhì)量為m=10kg,從A點沿軌道由靜止滑下,經(jīng)過水平軌道BC再滑入圓形軌道內(nèi)側(cè),圓形軌道半徑R=05m,通過圓形軌道最高點D然后從水平軌道E點飛出,E點右側(cè)有一壕溝,E、F兩點的豎直高度差h=125m,水平距離s=2 6m。不計小滑車通過B點時的能量損失,小滑車在運動全過程中可視為質(zhì)點,g=10m/s2,sin370=06,cos370=08,求:

(1)小滑車從A滑到B所經(jīng)歷的時間;

(2)在圓形軌道最高點D處小滑車對軌道的壓力大;

(3)要使小滑車既能安全通過圓形軌道又不掉進壕溝,則小滑車至少應從離水平軌道多高的地方由靜止滑下。

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【題目】某同學把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上,將細繩一端拴在小車上,另一端繞過定滑輪,掛上適當?shù)你^碼,使小車在鉤碼的牽引下運動,以此定量探究繩拉力做功與小車動能變化的關(guān)系,此外還準備了打點計時器及配套的電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊等,組裝的實驗裝置如圖所示.

1)若要完成該實驗,必需的實驗器材還有哪些

2)實驗開始時,他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度,使牽引小車的細繩與木板平行,他這樣做的目的是下列的哪個______(填字母代號)

A.避免小車在運動過程中發(fā)生抖動

B.可使打點計時器在紙帶上打出的點跡清晰

C.可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運動

D.可在平衡摩擦力后使細繩拉力等于小車受的合力

3)平衡摩擦力后,當他用多個鉤碼牽引小車時,發(fā)現(xiàn)小車運動過快,致使打出的紙帶上點數(shù)較少,難以選到合適的點計算小車速度,在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下,請你利用本實驗的器材提出一個解決辦法:

4)他將鉤碼重力做的功當做細繩拉力做的功,經(jīng)多次實驗發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動能增量大一些,這一情況可能是下列哪些原因造成的______(填字母代號).

A.在接通電源的同時釋放了小車

B.小車釋放時離打點計時器太近

C.阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉

D.鉤碼做勻加速運動,鉤碼重力大于細繩拉力.

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