题目内容
10.如图所示,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,拉物块的细绳均保持水平状态.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,利用纸带上打出的点测得了物块的加速度为a,为进一步测量动摩擦因数,下列物理量中还需测量的有B.
A.木板的长度 B.物块的质量m C.沙桶的质量m0 D.物块运动的时间t
(2)利用测得的物理量写出动摩擦因数的表达式μ=$\frac{2F-ma}{mg}$.
(3)为使实验结果更精确,该同学改变沙桶的质量,重复以上实验操作,得到多组数据,以力传感器的示数F为横轴,以加速度a为纵轴建立直角坐标系,做出a-F图象,得到一条倾斜的直线,该直线的纵轴截距绝对值为b,当地的重力加速度g,则由图象可得动摩擦因数μ=$\frac{b}{g}$.
分析 (1)(2)根据实验原理与实验数据,求出动摩擦因数的表达式,从而知需要测量的物理量.
(3)对物块,由牛顿第二定律得:2F-μmg=ma,化简得:a=$\frac{2F}{m}$-μg,结合线性方程判断斜率的值
解答 解:(1)由纸带可以求出物块的加速度a,对物块,由牛顿第二定律得:
2F-μmg=ma,
则动摩擦因数为:μ=$\frac{2F-ma}{mg}$,需要知道加速度a和小车质量m,故B正确,
故选:B.
(2)由(2)可知,动摩擦因数的表达式为:μ=$\frac{2F-ma}{mg}$.
(3)对物块,由牛顿第二定律得:2F-μmg=ma,
解得:a=$\frac{2F}{m}$-μg,
则图象的截距为:μg=b,所以有:μ=$\frac{b}{g}$
故答案为:(1)B;(2)$\frac{2F-ma}{mg}$;(3)$\frac{b}{g}$
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
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14.下列说法正确的是( )
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