题目内容

【题目】现要测量滑块与木板之间的动摩擦因数,实验装置如图1所示.表面粗糙的木板一端固定在水平桌面上,另一端抬起一定高度构成斜面;木板上有一滑块,其后端与穿过打点计时器的纸带相连,打点计时器固定在木板上,连接频率为50Hz的交流电源.接通电源后,从静止释放滑块,滑块带动纸带上打出一系列点迹.

(1)图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6是实验中选取的计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),2、3和5、6计数点间的距离如图2所示.由图中数据求出滑块的加速度a=m/s2(结果保留三位有效数字).
(2)已知木板的长度为l,为了求出滑块与木板间的动摩擦因数,还应测量的物理量是
A.滑块到达斜面底端的速度v
B.滑块的质量m
C.滑块的运动时间t
D.斜面高度h和底边长度x
(3)设重力加速度为g,滑块与木板间的动摩擦因数的表达式μ=(用所需测量物理量的字母表示)

【答案】
(1)2.51
(2)D
(3)
【解析】解:(1)每相邻两计数点间还有4个打点,说明相邻的计数点时间间隔:T=0.1s,根据逐差法有:a= = ≈2.51m/s2;(2)要测量动摩擦因数,由μmgcosθ=ma,可知要求μ,需要知道加速度与夹角余弦值,纸带数据可算出加速度大小,再根据斜面高度h和底边长度x,结合三角知识,即可求解,故ABC错误,D正确.(3)以滑块为研究对象,根据牛顿第二定律有:

mgsinθ﹣μmgcosθ=ma

解得:μ= =

所以答案是:(1)2.51,(2)D,(3)

【考点精析】本题主要考查了滑动摩擦力的相关知识点,需要掌握滑动摩擦力:利用公式f=μF N 进行计算,其中FN 是物体的正压力,不一定等于物体的重力,甚至可能和重力无关.或者根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来求解才能正确解答此题.

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