题目内容
【题目】物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图1,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz.开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点.
(1)图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图2.根据图中数据计算的加速度a=_____(保留三位有效数字).
(2)为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有_____.
A.木板的长度l B.木板的质量m1
C.滑块的质量m2 D.托盘和砝码的总质量m3 E.滑块运动的时间
(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=_____(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g).与真实值相比,测量的动摩擦因数_____(填“偏大”或“偏小”).写出支持你的看法的一个论据:_____.
【答案】 0.496m/s2 CD 偏大 没有考虑打点计时器给纸带的阻力、细线和滑轮间、以及空气等阻力
【解析】(1)由匀变速运动的推论可知, , ,故加速度,代入数据解得.
(2)①以系统为研究对象,由牛顿第二定律得,滑动摩擦力,解得,
要测动摩擦因数μ,需要测出:滑块的质量m2 与托盘和砝码的总质量m3,故选:CD;
(3)由(2)可知,动摩擦因数的表达式为,由牛顿第二定律列方程的过程中,考虑了木块和木板之间的摩擦,但没有考虑打点计时器给纸带的阻力、细线和滑轮间、以及空气等阻力,因此导致摩擦因数的测量值偏大.
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