16.物理小組在一次探究活動中測量木塊與木板之間的動摩擦因數(shù).實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,一表面粗糙的長木板固定在水平桌面上,一端裝有定滑輪;長木板上有一正方體木塊,其一端與紙帶相連,另一端通過跨過定滑輪的細(xì)線與砝碼盤連接.打點(diǎn)計時器使用的交流電源的頻率為50Hz.開始實(shí)驗(yàn)時,在砝碼盤中放入適量砝碼,木塊開始做勻加速運(yùn)動,在紙帶上打出一系列點(diǎn).

(1)實(shí)驗(yàn)開始之前某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測得正方體木塊邊長,讀數(shù)如圖乙所示,則邊長為91.55mm.
(2)如圖丙所示是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數(shù)點(diǎn),相鄰的兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出,測得相鄰的計數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為sAB=4.22cm、SBC=4.64cm、SCD=5.08cm、SDE=5.49cm,sEF=5.91cm,sFG=6.34cm,則木塊的加速度a=0.42m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(3)然后該組同學(xué)用天平測得木塊的質(zhì)量為M,砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量為m;若木塊的加速度用a表示,重力加速度用g表示,則所求木塊與長木板間動摩擦因數(shù)表達(dá)式為μ=$\frac{mg-(M+m)a}{Mg}$.(用被測物理量的字母表示)

分析 (1)游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺示數(shù)之和是游標(biāo)卡尺示數(shù).
(2)利用勻變速直線運(yùn)動的推論:△x=aT2,可計算出打出某點(diǎn)時紙帶運(yùn)動的加速度.
(3)對木塊、砝碼盤和砝碼進(jìn)行受力分析,運(yùn)用牛頓第二定律求出木塊與長木板間動摩擦因數(shù)

解答 解:(1)由圖乙所示游標(biāo)卡尺可知,主尺示數(shù)為9.1cm=91mm,游標(biāo)尺示數(shù)為11×0.05mm=0.55mm,游標(biāo)卡尺示數(shù)為91mm+0.55cm=91.55cm.
(2)計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔t=0.02×5=0.1s,sAB=4.22cm=0.0422m、SBC=4.64cm=0.0464m、SCD=5.08cm=0.0508m、SDE=5.49cm=0.0549m,sEF=5.91cm=0.0591m,sFG=6.34cm=0.0634m
由勻變速運(yùn)動的推論:△x=aT2可得加速度為:a=$\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}$=$\frac{0.0634+0.0591+0.0549-0.0508-0.0464-0.0422}{8×0.{1}^{2}}$m/s2=0.42m/s2;
(3)對木塊、砝碼盤和砝碼系統(tǒng),由牛頓第二定律得:mg-μMg=(M+m)a,
解得:μ=$\frac{mg-(M+m)a}{Mg}$;
故答案為:(1)91.55    (2)0.42   (3)$\frac{mg-(M+m)a}{Mg}$

點(diǎn)評 本題主要考查了利用牛頓第二定律測定木塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)的設(shè)計試驗(yàn)問題,屬于中檔題.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.如圖所示,地面上方存在水平向右的勻強(qiáng)電場,現(xiàn)將一帶電小球從距離地面O點(diǎn)高h(yuǎn)處的A點(diǎn)以水平速度v0拋出,經(jīng)過一段時間小球恰好垂直于地面擊中地面上的B點(diǎn),B到O的距離也為h,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,則下列說法正確的是( 。
A.從A到B的過程中小球的動能不斷減小
B.下落過程中小球機(jī)械能一直增加
C.小球的加速度始終保持2g不變
D.從A點(diǎn)到B點(diǎn)小球的電勢能增加了mgh

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

7.如圖所示,兩條平行的光滑導(dǎo)軌水平放置,兩軌間距為0.5m,電源電動勢為2V,電阻值為10Ω,其余電阻都不計,在其上放有導(dǎo)體棒ab,磁場方向豎直向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T.當(dāng)閉合電鍵K時,若施一水平外力使ab棒保持靜止,試求外力的大小及方向.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

4.LC振蕩電路在某時刻電感線圈中振蕩電流產(chǎn)生的磁感線如圖所示,此時電路中的電流正在增大.下列說法中正確的是( 。
A.電容器C中央的電場線方向從A板指向B板
B.電容器C中央的電場線方向從B板指向A板
C.電容器C中央的電場線密度在增大
D.電容器C中央的電場線密度在減小

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

11.拖把是由拖桿和拖把頭構(gòu)成的擦地工具(如圖).設(shè)拖把頭的質(zhì)量為m,拖桿質(zhì)量可以忽略;拖把頭與地板之間的動摩擦因數(shù)為常數(shù)μ,重力加速度為g,某同學(xué)用該拖把在水平地板上拖地時,沿拖桿方向推拖把,拖桿與豎直方向的夾角為θ.
(1)若拖把頭在地板上勻速移動,求推拖把的力的大。
(2)設(shè)能使該拖把在地板上從靜止剛好開始運(yùn)動的水平推力與此時地板對拖把的正壓力的比值為λ.已知存在一臨界角θ0,若θ≤θ0,則不管沿拖桿方向的推力多大,都不可能使拖把從靜止開始運(yùn)動.求這一臨界角的正切tanθ0

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.如圖所示,足夠長的光滑U型導(dǎo)軌寬度為L,其所在平面與水平面的夾角為α,上端連接一個阻值為R的電阻,置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中,今有一質(zhì)量為m、有效電阻r的金屬桿沿框架由靜止下滑,設(shè)磁場區(qū)域無限大,當(dāng)金屬桿下滑達(dá)到最大速度時,運(yùn)動的位移為x,則(  )
A.金屬桿下滑的最大速度vm=$\frac{mgRsinα}{{B}^{2}{r}^{2}}$
B.在此過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為mgxsinα-$\frac{1}{2}$mvm2
C.在此過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為$\frac{R}{R+r}$(mgxsinα-$\frac{1}{2}$mvm2
D.在此過程中流過電阻R的電量為$\frac{BLx}{R}$

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

8.圖1為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,圖中打點(diǎn)計時器的電源為50Hz的交流電源,打點(diǎn)的時間間隔用△t表示.在小車質(zhì)量未知的情況下,某同學(xué)設(shè)計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下,物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”.

(1)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空:
①平衡小車所受的阻力:小吊盤中不放物塊,調(diào)整木板右端的高度,用手輕撥小車,直到打點(diǎn)計時器打出一系列間隔均勻的點(diǎn).
②按住小車,在小吊盤中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊,在小車中放入砝碼.
③打開打點(diǎn)計時器電源,釋放小車,獲得帶有點(diǎn)列的紙帶,在紙袋上標(biāo)出小車中砝碼的質(zhì)量m.
④按住小車,改變小車中砝碼的質(zhì)量,重復(fù)步驟③.
⑤在每條紙帶上清晰的部分,每5個間隔標(biāo)注一個計數(shù)點(diǎn).測量相鄰計數(shù)點(diǎn)的間距s1,s2,….求出與不同m相對應(yīng)的加速度a.
⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo),$\frac{1}{a}$為縱坐標(biāo),在坐標(biāo)紙上做出$\frac{1}{a}$-m關(guān)系圖線.若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比,則$\frac{1}{a}$與m處應(yīng)成線性關(guān)系(填“線性”或“非線性”).
(2)完成下列填空:
①本實(shí)驗(yàn)中,為了保證在改變小車中的砝碼的質(zhì)量時,小車所受的拉力近似不變,小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和<<小車質(zhì)量.(填“<”“=”“>”“<<”或“>>”).
②設(shè)紙帶上三個相鄰計數(shù)點(diǎn)的間距分別為s1、s2和s3.a(chǎn)可用s1、s3和△t表示為a=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{2(△t)^{2}}$.圖2為用米尺測量某一紙帶上的s1、s3的情況,由圖可讀出s1=24.5 mm,s3=47.0 mm,由此求得加速度的大小a=1.15 m/s2
③圖3為所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖.設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,若牛頓定律成立,則小車受到的拉力為$\frac{1}{k}$,小車的質(zhì)量為$\frac{k}$.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

5.如圖所示,有一個重力不計的方形容器,被水平力F壓在豎直的墻面上處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)緩慢地向容器內(nèi)注水,直到將容器剛好盛滿為止,在此過程中容器始終保持靜止,則下列說法中正確的是( 。
A.容器受到的摩擦力逐漸變大B.容器受到的摩擦力逐漸減小
C.水平力F可能不變D.水平力F必須逐漸增大

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

6.在利用帶刻度尺的注射器(標(biāo)度表示的是容積),粗略地驗(yàn)證玻意耳定律的實(shí)驗(yàn)中:
(1)研究對象是封閉在注射器里的氣體; 
(2)實(shí)驗(yàn)中計算氣體壓強(qiáng)的公式為p=p0+$\frac{mg±F}{s}$,公式中p0用氣體壓強(qiáng)計測量; m用天平測量; 用刻度尺量出注射器全部刻度的長度,用這個長度去除它的容積即得活塞的橫截面積S; 
(3)實(shí)驗(yàn)讀數(shù)的過程中,不能用手握住注射器,這是為了滿足等溫條件; 用橡皮帽封住注射器小孔,這是為了保證實(shí)驗(yàn)過程中氣體質(zhì)量不變.

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同步練習(xí)冊答案