题目内容
8.用打点计时器测量木块与长木板间的动摩擦因数的实验,装置如图所示:长木板处于水平,装砂的小桶(砂量可调整)通过细线绕过定滑轮与木块相连接,细线长大于桌面的高度,用手突然推动木块后,木块拖动纸带(图中未画出纸带和打点计时器)沿水平木板运动,小桶与地面接触之后,木块在木板上继续运动一段距离而停下.在木块运动起来后,打开电源开关,打点计时器在纸带上打下一系列的点,选出其中的一条纸带,图中给出了纸带上前后两部记录的打点的情况.纸带上1、2、3、4、5各计数点到0的距离如表所示(单位:cm)
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
前一部分 | 4.8 | 9.6 | 14.4 | 19.2 | 24.0 |
后一部分 | 2.04 | 4.56 | 7.56 | 11.04 | 15.00 |
①木块与长木板间的动摩擦因数μ=0.3.
②若纸带上从第一点到最后一点的距离是49.2cm,则纸带上这两个点之间应有30个点.
分析 ①小桶落地后,木块仅在滑动摩擦力作用下做匀减速运动,求出此时的加速度结合牛顿第二定律即可求解动摩擦因数;
②木块先匀速后匀减速,根据位移公式以及速度公式进行分析,明确匀加速和匀减速所对应的时间,从而明确打出点的个数.
解答 解:①由纸带上的计数点可知:木块在前一段时间内做匀速直线运动,速度为:v=$\frac{△x}{△t}$=$\frac{0.24}{0.02×10}$m/s=1.2m/s.
当砂桶触地后木块做匀减速直线运动,加速度设为a,由△s=aT2,可得加速度为a=$\frac{△S}{{T}^{2}}$=$\frac{0.48×1{0}^{-2}}{0.0{4}^{2}}$m/s2=3.0m/s2
砂桶触地后,木块在长木板上水平方向只受滑动摩擦力的作用,做匀减速直线运动,有:μmg=ma
解得动摩擦因数:μ=0.3
②设木块从第一个计数点到最后停下来,前一段作匀速直线运动的时间设为t1,后一段做匀减速运动的时间设为t2,总位移为:
s=vt1+vt2-$\frac{1}{2}$at22
且v=at2
代入s=49.2cm解得:t2=0.40 s,t1=0.21s
从第一个计数点到最后停下来,打点计时器打的点数为n=$\frac{{t}_{1}+{t}_{2}}{0.02}$=$\frac{0.40+0.21}{0.02}$=30.5.
纸上从第一个点到最后一个点间的点数为30个.
故答案为:①0.3; ②30.
点评 本题考查对摩擦力的分析实验,关键明确滑块的运动规律,分析物理情景,然后再根据所学运动学公式列式后联立求解,对学生分析能力以及公式应用能力要求较高.
练习册系列答案
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A. | QA=1×10-8C,QB=1×10-8C | B. | QA=2×10-8C,QB=0 | ||
C. | QA=0,QB=2×10-8C | D. | QA=5×10-8C,QB=-3×10-8C |
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