题目内容
8.某同学用如图所示的装置测量木块A与水平桌面间的动摩擦因数.在桌面上固定有轻弹簧,光电门1和光电门2.实验步骤如下:ⅰ.适当调节两光电门1,2的位置,用刻度尺测量出两光电门的距离x1,通过木块A压缩至适当的位置P后释放,由光电计时器测量出木块A的前端从光电门1到光电门2的时间为t1;
ⅱ.光电门2的位置不动,改变光电门1的位置,用刻度尺测量出两光电门之间的距离x2,木块A压缩弹簧至同一位置P后释放,由光电计时器测出木块A的前端由光电门1到光电门2的时间为t2.
试回答以下问题:
(1)若两光电门距离为x,物块A到达光电门2的速度为v,物块在两光电门之间运动的时间为t,物块在与桌面上运动的加速度大小为a,物理量x,v,t,a之间的关系式为x=$x=vt+\frac{1}{2}a{t}^{2}$
(2)实验还需要测量或者知道的物理量是D(填正确答案前面的字母序号).
A.木块的长度l B.弹簧的进度系数k C.弹簧的形变量x D.重力加速度g
(3)利用测量的物理量得出物块A与水平桌面间的动摩擦因数为$\frac{2({x}_{2}{t}_{1}-{x}_{1}{t}_{2})}{{t}_{1}{t}_{2}({t}_{2}-{t}_{1})g}$.
分析 木块从光电门1到光电门2是匀减速直线运动,逆向看做匀加速直线运动
根据平均速度公式列式;再根据动量定理列式,最后联立求解即可
解答 解:(1)从右向左看做匀加速运动,根据位移时间公式可知$x=vt+\frac{1}{2}a{t}^{2}$
(2)木块从光电门1到光电门2是匀减速直线运动,根据平均速度公式,有:
${x}_{1}=\frac{{v}_{1}+{v}_{2}}{2}{t}_{1}$…①
${x}_{2}=\frac{v{′}_{1}+{v}_{2}}{2}{t}_{2}$…②
根据动量定理,有:
-μmgt1=m(v2-v1)…③
-μmgt2=m(v2-v′1)…④
联立①②③④解得:
μ=$\frac{2({x}_{2}{t}_{1}-{x}_{1}{t}_{2})}{{t}_{1}{t}_{2}({t}_{2}-{t}_{1})g}$
故还需要测量重力加速度g;
故答案为:(1)$x=vt+\frac{1}{2}a{t}^{2}$; (2)D; (3)$\frac{2({x}_{2}{t}_{1}-{x}_{1}{t}_{2})}{{t}_{1}{t}_{2}({t}_{2}-{t}_{1})g}$
点评 本题关键是根据平均速度公式和动量定理列式,然后联立推导出动摩擦因素的表达式分析,不难
练习册系列答案
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