题目内容
3.为测量木块和木板间的动摩擦因数,某同学设计了一个方案:实验装置如图1,让木块以某一初速度冲上木板构成的斜面,最终停在最高点.用刻度尺测量从光电门向上运动的最大距离,再用刻度尺测量计算出木板构成斜面倾角的余弦值,从而求出它们的动摩擦因数.(g取10m/s2)(1)该实验斜面倾角的正切值应满足tanθ≤μ.
(2)用游标卡尺,测量遮光条的宽度,如图2所示,示数为5.0mm.
(3)测量出木板向上运动的最大距离为1m,经过光电门所用的时间分别为1.00ms,已知木板倾角余弦值为0.8,求出μ=0.81.(计算结果保留两位有效数字)
分析 (1)物体能静止在斜面上,重力沿斜面的分析小于最大滑动摩擦力,即可判断;
(2)游标卡尺的读数时先读出主尺的刻度,然后看游标尺上的哪一个刻度与主尺的刻度对齐,最后读出总读数;
(3)根据平均速度求得经过光电门的瞬时速度,利用速度位移公式求得上滑的加速度,根据牛顿第二定律求得摩擦因数
解答 解:(1)物体最终能静止在斜面上,则μmgcosθ≥mgsinθ,解得:μ≥tanθ
(2)主尺读数为5mm,游标尺读数为0,由图知该游标尺为十分度的卡尺,精度为0.1mm,故测量结果为:d=5mm+0×0.1mm=5.0mm.
(3)经过光电门的速度为:v=$\frac{d}{t}=\frac{0.005}{0.001}m/s=5m/s$,
根据速度位移公式可知:$a=\frac{{v}^{2}}{2s}=\frac{25}{2×1}m/{s}^{2}=12.5m/{s}^{2}$,
根据牛顿第二定律可知:mgsinθ+μmgcosθ=ma,
解得:$μ=\frac{13}{16}=0.81$
故答案为:(1)≤;(2)5.0;(3)0.81
点评 本题通过动能定理得出动摩擦因数的表达式,从而确定要测量的物理量.要先确定实验的原理,然后依据实验的原理解答即可
练习册系列答案
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1.某物体在光滑的水平面上受到两个恒定的水平共点力的作用,以10m/s2的加速度做匀加速直线运动,其中F1与加速度的方向的夹角为37°,某时刻撤去F1,此后该物体( )
A. | 加速度可能为5m/s2 | B. | 速度的变化率可能为6m/s2 | ||
C. | 1秒内速度变化大小可能为20m/s | D. | 加速度大小一定不为10m/s2 |
14.某司机在平直公路上驾驶汽车以20m/s的速度向东行驶.前方突现危情,司机刹车减速.加速度大小为8m/s2.下列说法正确的是( )
A. | 汽车从刹车开始至停止共耗时2.5s | |
B. | 汽车从刹车开始至停止共前进40m | |
C. | 汽车从开始刹车3s后,汽车位移为24m | |
D. | 汽车从开始刹车1s后,汽车位移为16m |
11.如图所示,放在光滑水平桌面上的A、B两小木块中部夹一被压缩的轻弹簧,当轻弹簧被放开时,A、B两小木块各自在桌面上滑行一段距离后,飞离桌面落在地面上.若mA=3mB,则下列结果正确的是( )
A. | 在与轻弹簧作用过程中,两木块的速度变化量相同 | |
B. | 若A、B在空中飞行时的动量变化量分别为△p1和△p2,则有△p1:△p2=1:1 | |
C. | 若轻弹簧对A、B做功分别为W1和W2,则有W1:W2=1:3 | |
D. | A、B落地点到桌面边缘的水平位移大小之比为l:3 |