题目内容

(2008?汕头二模)现要测定木块与长木板之间的动摩擦因数,给定的器材如下:一倾角可以调节的长木板(如图)、木块、计时器一个、米尺.
(1)填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤:
①让木块从斜面上方一固定点D从静止开始下滑到斜面底端A处,记下所用的时间t.
②用米尺测量D与A之间的距离s,则小车的加速度a=
2s
t2
2s
t2

③用米尺测量长木板顶端B相对于水平桌面CA的高度h和长木板的总长度l.设木块所受重力为mg,木块与长木板之间的动摩擦因数为μ,则木块所受的合外力F=
mg
l
(h-μ
l2-h2
mg
l
(h-μ
l2-h2

④根据牛顿第二定律,可求得动摩擦因数的表达式μ=
h
l2-h2
-
2sl
gt2
l2-h2
h
l2-h2
-
2sl
gt2
l2-h2
,代入测量值计算求出μ的值.
⑤改变
长木板的倾角
长木板的倾角
,重复上述测量和计算.
⑥求出μ的平均值.
(2)在上述实验中,如果用普通的秒表作为计时器,为了减少实验误差,某同学提出了以下的方案:
A.选用总长度l较长的木板.
B.选用质量较大的木块.
C.使木块从斜面开始下滑的起点D离斜面底端更远一些.
D.使长木板的倾角尽可能大一点,
其中合理的意见是
AC
AC
.(填写代号)
分析:(1)由匀变速运动的位移公式可以求出加速度;
由牛顿第二定律列方程可以求出拉力;
由滑动摩擦力公式可以求出动摩擦因数;
改变斜面的倾角进行多次实验;
(2)根据实验原理分析减小实验误差的方法.
解答:解:(1)②木块做初速度为零的匀加速直线运动,s=
1
2
at2,加速度a=
2s
t2

③设斜面倾角为θ,对木块,由牛顿第二定律得:mgsinθ-μmgcosθ=ma,F=ma,
sinθ=
h
l
,cosθ=
l2-h2
l

解得,木块受到的合力F=
mg
l
(h-μ
l2-h2

④由牛顿第二定律得:mgsinθ-μmgcosθ=ma,sinθ=
h
l
,其中cosθ=
l2-h2
l
,a=
2s
t2

解得μ=
h
l2-h2
-
2sl
gt2
l2-h2

⑤改变长木板的倾角,重复上述测量和计算.
(2)用秒表测木块的运动时间,木块的运动时间越长,测量误差越小;
A、选用总长度l较长的木板,木块运动时间变大,可以减小时间测量误差,故A正确;
B、木块质量对运动时间没有影响,故B错误;
C、使木块从斜面开始下滑的起点D离斜面底端更远一些,可以增加木块运动时间,减小误差,故C正确;
D、木板倾角越大,木块运动时间越短,时间测量误差越大,故D错误;故选AC.
故答案为:(1)
2s
t2
mg
l
(h-μ
l2-h2
)?
h
l2-h2
-
2sl
gt2
l2-h2
;⑤长木板的倾角;(2)AC.
点评:本题考查了补全实验步骤、实验误差分析,对木块正确受力分析、应用牛顿第二定律、运动学公式即可正确解题.
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