题目内容
5.如图1所示是测量物块与木板间动摩擦因数的实验装置.长木板固定在水平桌面上,打点计时器固定在长木板上,纸带穿过打点计时器,与带滑轮的物块相连.沙桶和力传感器通过绕在滑轮上的细绳相连.调整沙桶的质量,当放开沙桶时,使物块在木板上做匀加速直线运动.(重力加速度为g,滑轮的质量和摩擦可以忽略)(1)在某次测量中读出力传感器示数为F,为进一步测量动摩擦因数,下列物理量中还需测量的有B(填题首字母).
A.木板的长度LB.物块的质量mC.沙桶的质量MD.纸带的加速度a
(2)利用测得的物理量写出动摩擦因数的表达式μ=$\frac{2F}{mg}-\frac{a}{g}$.
(3)为使实验结果更精确,该同学改变沙桶的质量,重复以上操作,得到多组数据如表所示.以弹簧秤的示数F为横轴,以加速度a为纵轴建立如图2所示坐标系,作出a-F图象,已知重力加速度g=9.8m/s2,则由图象可得动摩擦因数μ=0.1(保留一位有效数字),物块的质量m=2.2kg(保留一位有效数字).
F/N | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 4.0 |
a/(m•s-2) | 0.48 | 1.0 | 1.56 | 1.95 | 3.0 |
分析 (1)根据实验原理求出动摩擦因数的表达式,然后确定需要测量的量.
(2)根据实验原理与实验数据,求出动摩擦因数的表达式.
(3)根据表中实验数据作出a-F图象,求出图象对应的函数表达式,然后根据图象求出动摩擦因数,求出物块的质量.
解答 解:(1)由牛顿第二定律可知,加速度:a=$\frac{F}{m}$,
对物块,由牛顿第二定律得:2F-μmg=ma,
则动摩擦因数μ=$\frac{2F}{mg}-\frac{a}{g}$,
g与F已知,要测动摩擦因数,还需要测出物块的质量m,故选B.
(2)由(1)可知,动摩擦因数的表达式μ=$\frac{2F}{mg}-\frac{a}{g}$.
(3)应用描点法作图,作出图象如图所示:
对物块,由牛顿第二定律得:2F-μmg=ma,
解得:a=$\frac{2}{m}$F-μg,
由图象可知,μg=1,故动摩擦因素:μ=0.1,
a=0时,F=1.1,则$\frac{2}{m}$×1.1-0.1×9.8=0,质量m=2.2kg;
故答案为:(1)B;(2)$\frac{2F}{mg}-\frac{a}{g}$;(3)0.1;2.2.
点评 本题考查测量动摩擦因数涉及牛顿第二定律、加速度的计算及利用图象求解相关物理量等,意在考查学生的综合分析能力,有一定的难度
练习册系列答案
相关题目
12.如图乙所示,矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动,产生的交变电动势随时间变化规律的图象如图甲所示.已知线圈内阻为2.0Ω,外接灯泡的电阻为8.0Ω,则( )
A. | 交流电压表V的示数为20V | |
B. | 电路中的电流方向每秒钟改变10次 | |
C. | 灯泡消耗的电功率为36W | |
D. | 电动势e的瞬时值表达式为e=20cos10πtV |
13.如图在同一轨道平面上的两颗人造地球卫星A、B同向绕地球做匀速圆周运动,A、B和地球恰好在一条直线上,周期分别为TA、TB,由图中位置开始A、B和地球再次共线的时间间隔为T,下列说法中正确的是( )
A. | A、B卫星的线速度vA>vB | |
B. | A、B卫星受到的万有引力一定有FA>FB | |
C. | T可能小于TA | |
D. | T一定大于$\frac{{T}_{A}}{2}$ |
10.如图所示,用一轻绳将光滑小球P系于数值墙壁上的O点,在墙壁和小球P之间夹有一长方体物块Q,P、Q均处于静止状态.下列说法正确的是( )
A. | P受4个力作用 | |
B. | Q受3个力作用 | |
C. | 若绳子略变长一点,绳子的拉力将变小 | |
D. | 若绳子略变短一点,Q受到的摩擦力将增大 |
10.2017 年 1 月 25 日,在中央电视台 CCTV10 频道播出节目中,海军电力工程专家马伟明 院士表示,正在研制设计中的国产 003 型航母采用电磁弹射已成定局!电磁弹射就是采用电 磁的能量来推动被弹射的物体向外运动,电磁炮就是利用电磁弹射工作的.电磁炮的原理如图所示,则炮弹导体滑块受到的安培力的方向是( )
A. | 竖直向上 | B. | 竖直向下 | C. | 水平向左 | D. | 水平向右 |
14.一弹簧振子做简谐运动的图象如图所示,下列说法正确的是( )
A. | 振子振动频率为0.25 Hz | |
B. | 振子的运动轨迹为正弦曲线 | |
C. | t=0.25 s时,振子的速度方向与加速度方向相同 | |
D. | 在t=1 s时刻,振子的回复力最大,速度为零 |
15.下列关于分子间相互作用表述正确的是( )
A. | 水的体积很难压缩,这是因为分子间没有间隙的表现 | |
B. | 气体总是很容易充满容器,这是因为分子间有斥力的表现 | |
C. | 用力拉铁棒很难拉断,这是因为分子间有引力的表现 | |
D. | 压缩气体时需要用力,这是因为分子间有斥力的表现 |