题目内容

11．甲、乙两同学用如图甲实验所示的装置测滑块与长木板之间的动摩擦因数，在一端装有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门，与光电门相连的计时器能显示滑块上的遮光片通过光电门时遮光的时间，滑块通过绕过定滑轮的轻质细绳与测力计挂钩相连，测力计下吊着装有沙的沙桶，测力计能显示挂钩所受的拉力，滑块对长木板的压力大小等于滑块的重力大小，已知当地的重力加速度为g．

（1）为了满足实验的要求，下列说法正确的是AD．
A．长木板应放在水平桌面上
B．长木板没有定滑轮的一端应适当垫高，以平衡摩擦力
C．沙和沙桶及测力计的总质量应远小于滑块的质量
D．定滑轮与滑块之间的细绳应与长木板平行
（2）实验前用20分度的游标卡尺测出遮光片的宽度，如图所示，其示数d=0.230cm．
（3）甲同学测出两光电门之间的距离为L，将滑块从图示位置由静止释放，测得滑块通过甲、乙两光电门的时间分别为t1、t2，记录测力计的示数F，则滑块运动的加速度大小a=$\frac{{d}^{2}}{2L}（\frac{1}{{t}_{2}^{2}}-\frac{1}{{t}_{1}^{2}}）$（用字母表示）．
（4）多次改变沙桶里沙的质量，重复（3）的步骤，根据测得的多组F和a作出a-F图象如图丙所示，由图象可知，滑块的质量为$\frac{{F}_{0}}{{a}_{0}}$，滑块与长木板间的动摩擦因数为$\frac{{a}_{0}}{g}$．

分析 （1）明确实验原理，小车受重力，支持力和拉力，小车与滑轮间的细绳与长木板平行，测力计的示数等于小车所受的合外力；
（2）明确游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，注意读数时不需要估读
（3）用平均速度代替瞬时速度求得通过甲乙光电门的速度，根据速度位移公式求得加速度；
（4）根据牛顿第二定律求得a-F的关系式，根据丙图即可求得质量和摩擦因数

解答 解：（1）测量摩擦因数，现根据遮光板通过光电门的时间求得瞬时速度，根据速度位移公式求得加速度，根据牛顿第二定律求得摩擦因数和物块的质量，其中绳子的拉力即为物体的水平拉力，故木板需要水平放在桌面上，并且定滑轮与滑块之间的细绳应与长木板平行，拉力是根据测力计读出来的，故无需孩子到沙和沙桶的质量，故AD正确，BC错误；
（2）20分度的游标卡尺精度为0.05mm；
固定刻度读数为0.2cm，游标读数为0.05×6mm=0.30mm=0.030cm，
所以最终读数为：0.2cm+0.030mm=0.230mm
（3）通过甲乙遮光板的速度分别为${v}_{1}=\frac{d}{{t}_{1}}$，${v}_{2}=\frac{d}{{t}_{2}}$，根据速度位移公式可知${v}_{2}^{2}{-v}_{1}^{2}=2aL$，解得a=$\frac{{d}^{2}}{2L}（\frac{1}{{t}_{2}^{2}}-\frac{1}{{t}_{1}^{2}}）$
（4）根据牛顿第二定律可知F-μmg=ma，解得a=$\frac{F}{m}-μg$，故-a0=-μg，$\frac{1}{m}=\frac{{a}_{0}}{{F}_{0}}$，解得$m=\frac{{F}_{0}}{{a}_{0}}$，$μ=\frac{{a}_{0}}{g}$
故答案为：（1）AD（2）0.230（3）$\frac{{d}^{2}}{2L}（\frac{1}{{t}_{2}^{2}}-\frac{1}{{t}_{1}^{2}}）$（4）$\frac{{F}_{0}}{{a}_{0}}$；$\frac{{a}_{0}}{g}$

点评 对于实验问题一定要明确实验原理，并且亲自动手实验，掌握匀变速直线运动的规律应用，熟练应用所学基本规律解决实验问题

练习册系列答案
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2．如图所示，两光滑且平行的固定水平杆位于同一竖直平面内，两静止小球m1、m2分别穿在两杆上，两球间连接一个保持原长的竖直轻弹簧，现给小球m2一个水平向右的初速度v0．如果两杆足够长，则在此后的运动过程中（　　）
A．m1、m2组成的系统动量守恒B．m1、m2组成的系统机械能守恒
C．弹簧最长时，其弹性势能为$\frac{1}{2}$m2v02D．当m1速度达到最大时，m2速度最小
3．如图所示，倾角为37°的斜面体固定在水平面上，斜面足够长，现从斜面体的顶点A以v0=10m/s的初速度水平抛出一个小球（可视为质点），经过一段时间小球落在斜面上B点．取g=10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）A、B两点间的距离；
（2）小球抛出后经多长时间距离斜面最远．
20．如图（a）由小车、斜面及粗糙程度可以改变的水平长直木板构成伽利略理想斜面实验装置．实验时，在水平长直木板旁边放上刻度尺，小车可以从斜面平稳地滑行到水平长直平面．利用该装置与器材，完成能体现如图（b）“伽利略理想斜面实验思想与方法”的实验推论（设重力加速度为g）

（1）请指出，实验时必须控制的实验条件小车开始时的位置．
（2）请表述，由实验现象可以得出的实验推论：水平面越光滑，小车滑得越远，当水平面完全光滑时，小车将滑向无穷远．
（3）图（C）是每隔△t时间曝光一次得到小车在粗糙水平面上运动过程中的五张照片，测得小车之间的距离分别是S1、S2、S3、S4，由此可估算出小车与水平面的动摩擦因数μ=$\frac{{S}_{1}+{S}_{2}-{S}_{3}-{S}_{4}}{4g•△{t}^{2}}$（需要用S1、S2、S3、S4、g、△t字符表示）
6．如图所示，实线是一簇未标明方向的匀强电场的电场线，虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点．若带电粒子在运动中只受电场力作用，则根据此图可知（　　）
A．带电粒子所带电性
B．带电粒子在a、b两点的受力方向
C．带电粒子在a、b两点的速度何处较大
D．带电粒子在a、b两点的电势能何处较大
16．如图所示，光滑曲面的下方有一水平传送带，曲面底端与传送带右端相切，传送带沿逆时针方向做匀速运动，其速度大小v=5m/s，物块B放置在曲面的底端．物块A从距离底端h=1.8m处由静止释放，滑到底端时与物块B碰撞，并粘在一起立即滑上传送带，传送带足够长，已知物块A、B质量为mA=2kg和mB=1kg，均可看做质点，与传送带间动摩擦因数均为μ=0.2，g=10m/s2，求：
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3．从A点以某一速度竖直向上抛出小球，球从抛出点A上升到最高点O，又从O返回A点的过程中空气阻力的大小不变．则上升与下降过程中，关于冲量与做功的下述说法中正确的是（　　）
A．上升过程与下降过程摩擦力的冲量相同
B．上升过程重力的冲量小于下降过程
C．上升与下降过程摩擦力做功相同
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20．下列说法正确的是 （　　）
A．未见其人先闻其声，是因为声波波长较长，容易发生衍射现象
B．赫兹预言了电磁波的存在并用实验加以证实
C．与平面镜相比，全反射棱镜的反射率高，几乎可达100%
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E．在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可以用衍射法检查平面的平整程度
1．如图所示，水平圆盘上A、B两物块用弹簧相连，弹簧处于压缩状态，A、B连线过圆盘圆心．圆盘以角速度ω0绕过圆盘圆心的竖直轴OO′轴转动，A、B相对圆盘静止．已知两物块与圆盘的最大静摩擦力为各自所受重力的k倍．则（　　）
A．物块A受到的静摩檫力可能为零
B．物块B受到的静摩檫力可能为零
C．圆盘缓慢地加速转动，两物块受到的静摩檫力方向都可能反向
D．圆盘缓慢地减速转动，物块A可能相对圆盘滑动，物块B仍相对圆盘静止

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