题目内容
【题目】为验证动能定理,某同学设计了如下实验.
将一长直木板一端垫起,另一端侧面装一速度传感器,斜面的倾角为θ,一滑块与木板之间的动摩擦因数为μ,让该滑块由静止从木板上h高处(从传感器所在平面算起)自由滑下,测出滑块通过传感器时的速度v,(重力加速度为g).
(1)为验证动能定理成立,只需验证h和v满足函数关系式____________________________
即可. (用g、θ、μ表示)
(2)该实验中,用游标卡尺测量遮光条的宽度如图乙所示,则遮光条的宽度为d=______mm,遮光条通过光电门时,显示时间为t=0.002s,则物块通过光电门时的瞬时速度v=______m/s.
(3)让滑块分别从不同高度无初速释放,测出滑块释放的初位置到光电门所在平面的的高度h1、h2、h3…,读出滑块上遮光条每次通过光电门的时间,计算出遮光条每次通过光电门的速度v1、v2、v3….某同学利用测量的数据绘制出了如图丙所示的h-v2图象,并测出该图线的斜率为k,若该实验中滑块和木板之间的摩擦因数μ未知,则可求出μ=__________________.(仅用g、θ、k表示)
【答案】 5.20或5.25 2.6或2.625
【解析】(1)合外力做功;动能变化量: ;则需验证的表达式为:,或:;
(2)主尺读数为5mm,游标尺读数为4,由图知该游标尺为二十分度的卡尺,精度为0.05mm,故测量结果为:d=5mm+4×0.05mm=5.20mm.
(3)由(1)中式子可知:,则 ,解得:
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