题目内容
某同学在做“测定木板与木块间动摩擦因数”的实验时,设计了两种实验方案:
方案一:木板固定,用弹簧测力计拉动木块,如图1甲所示.
方案二:用弹簧测力计钩住木块,用力拉动木板,如图1乙所示.
除了实验必须的弹簧测力计、木块、木板、细线外,该同学还准备了若干重量均为2.00N 的祛码.
(1)上述两种方案中,你认为更合理的议案是 (填‘甲’或‘乙’),理由是 .
(2)该同学在木块上加砝码,改变木块对木板的压力,记录了5组实验数据,如下表所示:
请根据表中数据在图2坐标纸上作出摩擦力f和砝码对木块的压力F的关系图象(以F为横坐标).由图象可知,木块的重量为 N.木块与木板间的动摩擦因数为 .
方案一:木板固定,用弹簧测力计拉动木块,如图1甲所示.
方案二:用弹簧测力计钩住木块,用力拉动木板,如图1乙所示.
除了实验必须的弹簧测力计、木块、木板、细线外,该同学还准备了若干重量均为2.00N 的祛码.
(1)上述两种方案中,你认为更合理的议案是
(2)该同学在木块上加砝码,改变木块对木板的压力,记录了5组实验数据,如下表所示:
请根据表中数据在图2坐标纸上作出摩擦力f和砝码对木块的压力F的关系图象(以F为横坐标).由图象可知,木块的重量为
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
砝码/个数 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
砝码对木块压力/N | 0 | 2.00 | 4.00 | 6.00 | 8.00 |
测力计读数/N | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 2.90 | 3.50 |
分析:(1)方案一:对摩擦力的测量是采用“间接法”进行的,只有当弹簧秤拉动木块匀速运动时,拉力才与摩擦力成为一对平衡力,它们大小相等.
方案二:拉动木板时,木块受到向左的摩擦力,由于木块相对地面静止,则摩擦力与弹簧秤的拉力是一对平衡力.
(2)采用描点法做出图象.图象不过原点的原因是:压力N中漏掉了木块的重力,在砝码对木块压力为0时,木板对木块也有摩擦力为1.50N.代入摩擦力的公式,即可计算出木块的重力.
方案二:拉动木板时,木块受到向左的摩擦力,由于木块相对地面静止,则摩擦力与弹簧秤的拉力是一对平衡力.
(2)采用描点法做出图象.图象不过原点的原因是:压力N中漏掉了木块的重力,在砝码对木块压力为0时,木板对木块也有摩擦力为1.50N.代入摩擦力的公式,即可计算出木块的重力.
解答:解:(1)乙方案更合理.
理由是:图乙中固定弹簧测力计,拉动木板做相对运动,更容易控制弹簧秤,使示数更稳定,测量更准确.
(2)采用描点法画出的图象如下:
当砝码对木块的压力F=0时,摩擦力f≠0,图象不过原点的原因是:压力N中漏掉了木块的重力.
由题意可知,图象的斜率为:k=μ=
=0.25
在砝码对木块压力为0时,木板对木块也有摩擦力为1.50N.
即:f=μF=μG=1.50N
所以木块重力为:G=6.00N.
故答案为:(1)乙;木板向左运动的快慢不会引起测力计的示数发生变化(其它正确说法均给分)
(2)6.00,0.25
理由是:图乙中固定弹簧测力计,拉动木板做相对运动,更容易控制弹簧秤,使示数更稳定,测量更准确.
(2)采用描点法画出的图象如下:
当砝码对木块的压力F=0时,摩擦力f≠0,图象不过原点的原因是:压力N中漏掉了木块的重力.
由题意可知,图象的斜率为:k=μ=
△f |
△F |
在砝码对木块压力为0时,木板对木块也有摩擦力为1.50N.
即:f=μF=μG=1.50N
所以木块重力为:G=6.00N.
故答案为:(1)乙;木板向左运动的快慢不会引起测力计的示数发生变化(其它正确说法均给分)
(2)6.00,0.25
点评:在本实验中,准确读出弹簧测力计的示数是关键,因此,只有使物体做匀速直线运动,其拉力与摩擦力才是一对平衡力,改进后的方案也是为了使读数更准确.
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