题目内容
【题目】(1)某同学想测量滑块和长木板之间的动摩擦因数.如图甲所示,表面粗糙、一端装有定滑轮的长木板固定在水平实验台上;木板上有一滑块,滑块右端固定一个轻小动滑轮,钩码和拉力传感器通过绕在滑轮上的轻细绳相连,细绳与长木板平行,放开钩码,滑块在长木板上做匀加速直线运动(忽略滑轮的摩擦).
①实验开始前打点计时器应接在___(填“交流电源”或“直流电源”)上,实验时应_____(填“先”或“后”)接通电源,____(填“先”或“后”)释放滑块.
②如图乙为某次实验得到的纸带,s1、s2是纸带中两段相邻计数点间的距离,相邻计数点时间为T,由此可求得小车的加速度大小为_______(用、、表示).
③改变钩码的个数,得到不同的拉力传感器示数和滑块加速度,重复实验.以为纵轴,为横轴,得到的图像是纵轴截距大小等于倾角为的一条斜直线,如图丙所示,则滑块和轻小动滑轮的总质量为_________;滑块和长木板之间的动摩擦因数______.(设重力加速度为)
(2)如图甲为某同学测量金属丝电阻率的实验电路图,为保护电阻,实验的主要步骤如下,请完成相关内容.
①用螺旋测微器测金属丝的直径d如图乙示,可读出___________ .
②将移到金属丝某一位置x1,闭合单刀双掷开关接位置a,记下电流表读数I1,保持位置不变,将单刀双掷开关接位置,调节电阻箱阻值,使电流表读数为__(选填“I1/2,I1,2I1”),读出电阻箱读数,金属丝电阻R1等于此时电阻箱阻值,并测出此时金属丝接入电路MP部分长度x1值.
③ 将移到金属丝另一位置x2,用同样方法测出金属丝接入电路电阻R2值和接入电路长度选值,重复步骤②多次,得出多组和的值,并画R-x的关系图如图丙所示.
④根据的关系图线,求得斜率k为______(保留3位有效数字).
⑤写出金属丝电阻率表达式_____(用d、k表示).
【答案】交流电源 先 后 2tgθ(kg) 0.400
【解析】
(1)①打点计时器应接交流电源;
开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后再释放重锤,让它带着纸带一同落下,如果先放开纸带让重物下落,再接通打点计时时器的电源,由于重物运动较快,不利于数据的采集和处理,会对实验产生较大的误差,
②根据加速度公式,设s1、s2的间距为s0,那么;
③滑块受到的拉力T为弹簧秤示数的两倍,即:T=2F
滑块受到的摩擦力为:f=μMg
由牛顿第二定律可得:T-f=Ma
解得力F与加速度a的函数关系式为:
由图象所给信息可得图象截距为:
而图象斜率为
解得:M=2k=2tgθ(kg);
(2)①螺旋测微器的固定刻度读数为0mm,可动刻度读数为0.01×40.0mm=0.400mm;故螺旋测微器的读数为:0+40×0.01=0.400mm;
②由题意可知,本实验采用是替代法,即用电阻箱代替金属丝,使电流表示数相同,则电阻箱的阻值即为金属丝的电阻;
④由图象可知,图象的斜率
⑤由电阻定律可知:;L取单位长度1;,解得:.