题目内容
8.图示的实验装置可以测量“小滑块与小平面之间的动摩擦因数μ”.弹簧左端固定,右端顶住小滑块(滑块与弹簧不连接),开始时使弹簧处于压缩状态,O点是小滑块开始运动的初始位置.某时刻释放小滑块,小滑块在水平面上运动经过A处的光电门,最后停在B处.已知当地重力加速度为g.(1)实验中,测得小滑块上遮光条的宽度为d及与光电门相连的数字计时器显示的时间为△t,则小滑块经过A处时的速度 v=$\frac{d}{t}$.(用题中的符号表示)
(2)为了测量小滑块与水平地面间的动摩擦因数,除了(1)中所测物理量外,还需要测量的物理量是光电门和B点之间的距离L.(说明物理意义并用符号表示)
(3)利用测量的量表示动摩擦因数μ=$\frac{{d}^{2}}{2gL△{t}^{2}}$.(用题中所测的物理量的符号表示)
分析 (1)很短的时间内,我们可以用这一段的平均速度来代替瞬时速度,由此可以求得铁块的速度大小;
(2)根据滑动摩擦力的公式可以判断求动摩擦因数需要的物理量;
(3)由滑块的运动情况可以求得铁块的加速度的大小,再由牛顿第二定律可以求得摩擦力的大小,再由滑动摩擦力的公式可以求得滑动摩擦因数
解答 解:(1)根据极限的思想,在时间很短时,我们可以用这一段的平均速度来代替瞬时速度,
所以铁块通过光电门l的速度是v=$\frac{d}{t}$
(2)(3)要测量动摩擦因数,由f=μFN 可知要求μ,需要知道摩擦力和压力的大小;小滑块在水平面上运动经过A处的光电门,最后停在B处,滑块做的是匀减速直线运动,根据光电门和B点之间的距离L,由速度位移的关系式可得,
v2=2aL
对于整体由牛顿第二定律可得,
Mg-f=Ma
因为f=μFN,
所以由以上三式可得:μ=$\frac{{d}^{2}}{2gL△{t}^{2}}$;需要测量的物理量是:光电门和B点之间的距离L
故答案为:(1)$\frac{d}{t}$;(2)光电门和B点之间的距离L;(3)$\frac{{d}^{2}}{2gL△{t}^{2}}$
点评 测量动摩擦因数时,滑动摩擦力的大小是通过牛顿第二定律计算得到的,加速度是通过铁块的运动情况求出来的.
运用动能定理来求解弹性势能,注意摩擦力做负功
练习册系列答案
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