题目内容
【题目】物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速直线运动,在纸带上打出一系列小点。
(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。可以测出1~6每个点的瞬时速度,画出v-t图象,进而得到a,其中3号点的瞬时速度的大小v3=________ m/s2(保留三位有效数字)。
(2)也可以去除一个数据,利用逐差法处理数据,如果去除的是2.88cm这一数据,计算出滑块的加速度a=________ m/s2(保留三位有效数字).
(3)为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有________(填入所选物理量前的字母,完全选对才得分):还需要使用的仪器是
A.木板的长度l |
B.木板的质量m1 |
C.滑块的质量m2 |
D.托盘和砝码的总质量m3 |
E.利用秒表测量滑块运动的时间t
(4)滑块与木板间的动摩擦因数μ=________(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g)。与真实值相比,测量的动摩擦因数________(填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)0.264m/s
(2)0.496 m/s2
(3)CD 天平
(4) 偏大
【解析】试题分析:(1)每相邻两计数点间还有4个打点,说明相邻的计数点时间间隔为0.1s,3号点的瞬时速度的大小;
(2)如果去除的是2.88cm这一数据,计算出滑块的加速度
(3)要测量动摩擦因数,由,可知要求μ,需要知道摩擦力和压力的大小,压力就是滑块的重力,所以需要知道滑块的质量,摩擦力要根据铁块的运动来求得,滑块做的是匀加速运动,拉滑块运动的是托盘和砝码,所以也要知道托盘和砝码的质量,故ABE错误,CD正确。
(4)以整个系统为研究对象,由牛顿第二定律得,
解得;由于根据牛顿第二定律列方程的过程中,即考虑了木块和木板之间的摩擦,没有考虑细线和滑轮以及空气阻力等,故导致摩擦因数的测量会偏大。