题目内容
【题目】某同学设计了一个如图1所示的装置来测定滑块与木板间的动摩擦因数,其中A为滑块,B和C是质量可调的砝码,不计绳和滑轮的质量及它们之间的摩擦.实验中该同学在砝码总质量(m+m′=m0)保持不变的条件下,改变m和m′的大小,测出不同m下系统的加速度,然后通过实验数据的分析就可求出滑块与木板间的动摩擦因数.
(1)该同学手中有打点计时器、纸带、10个质量均为100克的砝码、滑块、一端带有定滑轮的长木板、细线,为了完成本实验,得到所要测量的物理量,还应有 .
A.秒表
B.毫米刻度尺
C.天平
D.低压交流电源
(2)实验中该同学得到一条较为理想的纸带,如图2所示,从清晰的O点开始,每隔4个点取一计数点(中间4个点没画出),分别记为A、B、C、D、E、F,各计数点到O点的距离为OA=1.61cm,OB=4.02cm,OC=7.26cm,OD=11.30cm,OE=16.14cm,OF=21.80cm,打点计时器频率为50Hz,则由此纸带可得到打E点时滑块的速度v=m/s,此次实验滑块的加速度a=m/s2 . (结果均保留两位有效数字)
(3)在实验数据处理中,该同学以m为横轴,以系统的加速度a为纵轴,绘制了如图3所示的实验图线,结合本实验可知滑块与木板间的动摩擦因数μ= . (g取10m/s2)
【答案】
(1)B,D
(2)0.52,0.81
(3)0.3
【解析】解:(1)A、打点计时器通过打点即可知道时间,故不需要秒表,A不符合题意.
B、实验需要测量两点之间的距离,故需要毫米刻度尺和,B符合题意.
C、本实验中可以不测滑块的质量,而且砝码的质量已知,故天平可以不选,C不符合题意.
D、打点计时器要用到低压交流电源,D符合题意.
所以答案是:BD;
(2)每隔4个点取一计数点,相邻计数点之间时间间隔为0.1s,故用平均速度等于中间时刻的瞬时速度:
vD= = ×10﹣2m/s=0.44m/s
同理可求,
vC= = ×10﹣2m/s=0.36m/s
由匀变速运动规律得:
vD=
所以:
vE=2vD﹣vC=0.88﹣0.36m/s=0.52m/s
由△x=at2可得:
a= = =0.81m/s2
⑶对ABC系统应用牛顿第二定律可得:
a= =
所以,a﹣m图象中,纵轴的截距为﹣μg,
故﹣μg=﹣3,
解得:μ=0.3
所以答案是:(1)BD;(2)0.52;0.81;(3)0.3.
【考点精析】关于本题考查的匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系和匀变速运动中的平均速度,需要了解速度公式:V=V0+at;位移公式:s=v0t+1/2at2;速度位移公式:vt2-v02=2as;以上各式均为矢量式,应用时应规定正方向,然后把矢量化为代数量求解,通常选初速度方向为正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值;平均速度:V=V0+Vt才能得出正确答案.