题目内容
19.图为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图.实验步骤如下:①用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m,用游标卡尺测量遮光片的宽度d;用米尺测量两光电门之间的距离s;
②调整轻滑轮,使细线水平;
③让物块从光电门A的左侧由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间△tA和△tB,求出加速度a;
④多次重复步骤③,求a的平均值$\overline{a}$;
⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ.
回答下列问题:
(1)物块的加速度a可用d、s、△tA和△tB表示为a=$\frac{1}{2s}$[($\frac{d}{△{t}_{B}}$)2-($\frac{d}{△{t}_{A}}$)2].
(2)动摩擦因数μ可用M、m、$\overline{a}$和重力加速度g表示为μ=$\frac{mg-(M+m)\overline{a}}{Mg}$.
(3)如果细线没有调整到水平,由此引起的误差属于系统误差(选填“偶然误差”或“系统误差”).
分析 (1)由速度公式求出物块经过A、B两点时的速度,然后由匀变速运动的速度位移公式求出物块的加速度;
(2)由牛顿第二定律求出动摩擦因数.
(3)由于实验设计造成的误差是系统误差,由于实验操作、读数等造成的误差属于偶然误差.
解答 解:(1)物块经过A点时的速度vA=$\frac{d}{△{t}_{A}}$,物块经过B点时的速度vB=$\frac{d}{△{t}_{B}}$,
物块做匀变速直线运动,由速度位移公式得:vB2-vA2=2as,加速度a=$\frac{1}{2s}$[($\frac{d}{△{t}_{B}}$)2-($\frac{d}{△{t}_{A}}$)2];
(2)以M、m组成的系统为研究对象,由牛顿第二定律得:mg-μMg=(M+m)$\overline{a}$,
解得μ=$\frac{mg-(M+m)\overline{a}}{Mg}$;
(3)如果细线没有调整到水平,由此引起的误差属于系统误差.
故答案为:(1)$\frac{1}{2s}$[($\frac{d}{△{t}_{B}}$)2-($\frac{d}{△{t}_{A}}$)2];(2)$\frac{mg-(M+m)\overline{a}}{Mg}$;(3)系统误差.
点评 本题关键明确探究加速度与物体质量、物体受力的关系实验的实验原理,知道减小系统误差的两种方法.
练习册系列答案
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D. | 若电键断开,当A B间距增大时,小球打在N点的右侧 |