题目内容
【题目】如图所示,质量为 M=2 kg、左端带有挡板的长木板放在水平面上,板上贴近挡板处放有 一质量为 m=1kg的物块,现用一水平向右大小为9N的拉力F拉长木板,使物块和长木板一起做匀加速运动,物块与长木板间的动摩擦因数为μ1=0.1,长木板与水平面间的动摩擦因数为μ2=0.2,运动一段时间后撤去F,最后物块恰好能运动到长木板的右端,木板长L=4.8m,物块可看成质点,不计挡板的厚度,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10m/s2,求:
(1)小物块开始运动时的加速度;
(2)拉力F作用的时间;
(3)整个过程因摩擦产生的热量。
【答案】(1)1m/s2(2)4s(3)72J
【解析】(1)开始由于挡板的作用,滑块与木板将一起做匀加速直线运动,水平方向受到拉力与摩擦力的作用,竖直方向受到重力和支持力的作用,以整体为研究的对象,则:
竖直方向: ;
水平方向: ,代入数据得。
(2)撤去拉力后,滑块受到的摩擦力的方向向左,大小为
选择向右为正方向,加速度: ;
木板受到地面的摩擦力: ;
根据牛顿第三定律,滑块受到木板向左的摩擦力,所以木板受到滑块对它的向右的摩擦力,大小也1N,所以木板的加速度;
设撤去力F时刻二者的速度为v,则滑块的位移: ;
木板的位移,又,联立方程,代入数据得;
设力F作用的时间为t,则,所以;
(3)在拉力F的作用下木板的位移: ;
撤去拉力后木板的位移: ;
根据功能原理,则整个的过程中产生的热量为木板受到的地面的摩擦力与木板位移的乘积加上滑块受到的摩擦力与滑块相对于木板的位移的乘积,即: 。
【题目】在常温下“测定金属电阻率”的实验中,所用测量仪器均已校准。
①用米尺测量金属丝的长度,如图乙所示,测量值为 _______cm;
用螺旋测微器测金属丝的直径,如图丙所示,测量值为________mm。
②用图丁所示电路测量电阻丝的电阻Rx时,以下滑动变阻器应选择_______
(用滑动变阻器前面的字母表示):
A. 滑动变阻器R1(0~200Ω,额定电流2A)
B. 滑动变阻器R2(0~5Ω,额定电流2A)
③实验测得电阻的阻值为2.4Ω,该测量值比实际值偏_____(填“大” 或“小”),由于图丁所示的安培表外接而导致的测量电阻的误差,属于_________(填“偶然误差” 或“系统误差”)
④根据以上数据可知被测电阻是表1中的哪种材料_________
表1:几种导体材料常温时的电阻率
材料 | 银 | 铜 | 钨 | 铁 | 镍铬合金 |
ρ(Ωm) | 1.6×10-8 | 1.7×10-8 | 5.3×10-8 | 1.0×10-7 | 1.0×10-6 |
⑤若按图戊所示的电路进行测量,可以消除由于电表内阻造成的误差.利用该电路进行实验的主要操作过程是:
第一步:先将R2的滑动触头调到最左端,单刀双拼开关S2向1闭合,闭合开关S1,调节滑动变阻器R1和R2,使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程),读出此时电压表和电流表的示数U1、I1
第二步:保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变,将单刀双掷开关S2向2闭合,读出此时电压表和电流表的示数U2、I2请写出由以上记录数据计算被测电阻的表达Rx=________。