题目内容
物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数,实验装置如图所示,打点计时器固定在斜面上.滑块拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,如图甲所示.图乙是打出纸带的一段
(1)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,选A、B、C…等7个点为计数点,各计数点间均有一个点没有画出,如图所示,滑块下滑的加速度a= m/s2(结果保留三位有效数字).
(2)为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有 (填入所选物理量前的字母)
A.木板的长度L B.木板的末端被垫起的高度h
C.木板的质量m1 D.滑块的质量m2
E.滑块运动的时间t
(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ= (用放测物理量的字母表示,重力加速度为g).与真实值相比,实验的主要误差来源于纸带受到的摩擦,则测量的动摩擦因数应 (填“偏大”或“偏小”).
(1)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,选A、B、C…等7个点为计数点,各计数点间均有一个点没有画出,如图所示,滑块下滑的加速度a=
(2)为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有
A.木板的长度L B.木板的末端被垫起的高度h
C.木板的质量m1 D.滑块的质量m2
E.滑块运动的时间t
(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=
分析:(1)利用逐差法可以求出滑块下滑的加速度.
(2)根据牛顿第二定律有mgsinθ-μmgcosθ=ma,由此可知需要测量的物理量.
(3)根据牛顿第二定律的表达式,可以求出摩擦系数的表达式.
(2)根据牛顿第二定律有mgsinθ-μmgcosθ=ma,由此可知需要测量的物理量.
(3)根据牛顿第二定律的表达式,可以求出摩擦系数的表达式.
解答:解:(1)运用逐差法有:
a1=
;a2=
;a3=
a=
其中T=2×T0=0.04s,代入数据解得:
a=
=3.00m/s2.
(2)根据牛顿第二定律有mgsinθ-μmgcosθ=ma,可知只要求出cosθ和sinθ即可,根据数学知识可知只要求出木板的长度L和木板的末端被垫起的高度h即可,故AB正确,CD错误.
故选:AB.
(3)根据mgsinθ-μmgcosθ=ma,解得:μ=
根据数学知识有:sinθ=
,cosθ=
,所以代入解得:μ=
与真实值相比,实验的主要误差来源于纸带受到的摩擦,根据摩擦力测量值变大,根据f=μN可知,动摩擦因素测量值偏大.
故答案为:(1)3.00.(2)AB.(3)
,偏大.
a1=
s6-s3 |
3T2 |
s5-s2 |
3T2 |
s4-s1 |
3T2 |
a=
a1+a2+a3 |
3 |
其中T=2×T0=0.04s,代入数据解得:
a=
(0.0671+0.0721+0.0770)-(0.0529+0.0576+0.0625) |
9×0.042 |
(2)根据牛顿第二定律有mgsinθ-μmgcosθ=ma,可知只要求出cosθ和sinθ即可,根据数学知识可知只要求出木板的长度L和木板的末端被垫起的高度h即可,故AB正确,CD错误.
故选:AB.
(3)根据mgsinθ-μmgcosθ=ma,解得:μ=
gsinθ-a |
gcosθ |
根据数学知识有:sinθ=
h |
L |
| ||
L |
gh-aL | ||
g
|
与真实值相比,实验的主要误差来源于纸带受到的摩擦,根据摩擦力测量值变大,根据f=μN可知,动摩擦因素测量值偏大.
故答案为:(1)3.00.(2)AB.(3)
gh-aL | ||
g
|
点评:本实验结合牛顿第二定律考查了滑动摩擦因数的测定,解决问题的突破点是数学知识的应用,本题是考查数学知识在物理中应用的典型题目.
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