题目内容

如图甲所示的实验装置中，一木块放在水平长木板上，左侧拴有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，木块右侧通过纸带与打点计时器相连．在重物的牵引下，木块在木板上向左加速运动．木块质量M=0.4kg，重物质量m=0.6kg，重力加速度g=10ms2，；图乙给出了重物落地前打点计时器在纸带上打出的一些点．（所有计算结果均保留两位有效数字）
（1）已知打点计时器使用的交变电流的频率为50Hz，结合图乙给出的数据，求出木块运动加速度的大小为a=
4.0
4.0
  m/s2．
（2）在纸带中打下P点瞬时，纸带的速度大小为vp=
2.6
2.6
m/s．
（3）细线的拉力T=
3.6
3.6
 N．
（4）除了木块与木板间有摩擦外，不计其他阻力，则木块和木板之间的动摩擦因数μ=
0.50
0.50
．
分析：（1）利用逐差法可以求出小车的加速度大小；
（2）根据匀变速直线运动中时间中点是速度等于该过程中的平均速度即可求出打P点的瞬时速度；
（3）对重物进行受力分析，根据牛顿第二定律求解；
（4）运用牛顿第二定律求出动摩擦因数μ．
解答：解：（1）由给出的数据可知，重物落地后，木块在连续相等的时间T内的位移分别是：
s1=7.74cm，s2=8.41cm，s3=9.05cm，s4=9.68cm，s5=10.33cm，s6=10.95cm，
T=0.04s
以a表示加速度，根据匀变速直线运动的规律，有：
a=
(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)
(3T)2
=4.0m/s2
（2）根据匀变速直线运动中时间中点是速度等于该过程中的平均速度得纸带中P点瞬时速度大小为：
v=
s5
T
=2.6m/s   
（3）对重物进行受力分析，重物受重力和绳子拉力，根据牛顿第二定律得：
mg-T=ma
解得：T=3.6N
（4）对于重物受重力和拉力，根据牛顿第二定律有：mg-F=ma
对于木块水平方向受拉力和摩擦力，根据牛顿第二定律有：F-μMg=Ma
解得：μ=
mg-(M+m)a
Mg
=0.50
故答案为：（1）4.0；
（2）2.6；
（3）3.6；
（4）0.50．
点评：要注意单位的换算．
对于相邻的计数点位移间隔不等时能够运用逐差法求解．
同时掌握运用牛顿第二定律解题的思路．
练习册系列答案
相关题目
（1）如图所示，abcd为单匝矩形线圈，边长ab=10cm，bc=20cm．该线圈的一半位于具有理想边界、磁感应强度为0.1T、宽为20cm的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直．若线圈绕通过ab边的轴以100π rad/s的角速度匀速旋转，当线圈由图示位置转过90°时的瞬时感应电动势大小为
0.2π
0.2π
V．
（2）某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．
（ I）请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当：
①
打点计时器应使用交流电源
打点计时器应使用交流电源
；
②
重物释放时应紧靠打点计时器
重物释放时应紧靠打点计时器
．
（ II）该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个点A、B、C、D、E、F为计数点，测得点A到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5，若打点的时间间隔为T，则打E点时重物速度的表达式为vE=
h5-h3
2T
h5-h3
2T
（2011?淮南一模）某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．

（1）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=
5.2
5.2
mm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=1.2×10-2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度
0.433
0.433
m/s．（此空保留三位有效数字）在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、
滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s
滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s
 和
滑块的质量M
滑块的质量M
（文字说明并用相应的字母表示）．
（2）本实验通过比较
mgs
mgs
  和
1
2
(M+m)(
d
△t
)2
1
2
(M+m)(
d
△t
)2
   在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．
如图甲所示的实验装置，光滑斜面上高为h的A处有一个小球自静止起滚下，抵达水平面时，立即遇到一系列条形布帘B的阻挡，经过一定的位移x后停下．实验时，先保持高度h不变，采用大小相同质量不同的球做实验，得到数据如表1所示；再改变高度h，用同一个小球做实验得到数据如表2所示．（g=10m/s）
   表1
m/kg 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
x/m 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
表2：
h/m 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
x/m 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
（1）在图乙（a）、（b）上画出m-x与h-x的关系图．
（2）若小球质量为0.20kg，求得布帘对球的阻力大小F阻=
1N
1N
，并由此算出对应的h=
0.1m
0.1m
．
（1）一游标卡尺，主尺最小分度是1mm，游标尺上有20个小的等分刻度，用它测一小球的直径，如图甲所示的读数是
10.50
10.50
mm；用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图乙所示的读数是
1.730
1.730
mm．

（2）某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，经正确操作得到打点纸带，在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点，依次为1、2、3、4、5、6、7，测量各计数点到第一个打点的距离h，并正确求出打相应点时的速度v．各计数点对应的数据见下表：
计数点 1 2 3 4 5 6 7
h（m） 0.124 0.194 0.279 0.380 0.497 0.630 0.777
v（m/s） 1.94 2.33 2.73 3.13 3.50
v2（m2/s2） 3.76 5.43 7.45 9.80 12.3
请在图乙坐标中，描点作出v2-h图线
；由图线可知，重锺下落的加速度g′=
9.75
9.75
m/s2（保留三位有效数字）．
精英家教网橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实践都表明k=YS/L，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量．
（1）有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用如图甲所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值．下表为橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录，请在图乙中作出F-x图象．
拉力F/N 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0
伸长量x/cm 1.60 3.20 4.80 6.40 8.00
（2）由以上实验可求出该橡皮筋的K值为
 
N/m（保留两位有效数字）．
（3）某同学在家中用三根相同的橡皮筋（遵循胡克定律）来探究合力的方法，如图所示．

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