题目内容
【题目】某同学利用“验证牛顿第二定律”的实验器材测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。如图所示,带滑轮的长木板水平放置,力传感器固定在墙上,轻绳分别跨过固定在滑块和长木板末端的滑轮,与力传感器和沙桶连接。在沙桶重力作用下滑块沿长木板做匀加速直线运动,滑块右侧纸带通过打点计时器打出一系列点迹,细绳拉力可由传感器直接读出。若轻绳与长木板平行,且不计轻绳与各滑轮之间的摩擦,试完成下列问题:
(1)实验时,一定要进行的操作是__________;
A.将长木板右端垫高以平衡摩擦力
B.使沙和沙桶的总质量远小于滑块质量
C.将打点计时器接交流电源
D.用天平测沙和沙桶的总质量
(2)实验获得的纸带如下图所示,相邻两个计数点之间的还有四个计时点未画出,打点计时器所接交流电的频率为f,则滑块加速度的表达式为_______________;
(3)若力传感器示数为F,滑块的质量为m,重力加速度为g,用a表示滑块的加速度,则滑块与桌面之间的摩擦因数表达式为____________________;
(4)若s1=1.60cm,s2=2.09cm,s3=2.60cm,s4=3.12cm,s5=3.60cm,s6=4.08cm,f=50Hz,F=0.14N,m=0.1kg,g=9.8m/s2,则摩擦因数大小为__________。(保留两位有效数字)
【答案】C 0.23
【解析】
(1)[1]A.测量滑块和长木板之间的动摩擦因数,不需要将长木板右端垫高以平衡摩擦力,A错误;
B.绳子的拉力可以通过力传感器得出,不需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量,B错误;
C. 打点计时器应接交流电源,C正确;
D.拉力的大小可以通过拉力传感器测出,不需要用天平测沙和沙桶的总质量,D错误。
故选C。
(2)[2]用逐差法求滑块加速度
又
即
所以
(3)[3]根据牛顿第二定律得
解得
(4)[4]代入数据,得滑块加速度为
则摩擦因数大小为