题目内容

【题目】实验装置如图甲所示,一木块放在水平长木板上,左侧拴有一细软线,跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连,木块右侧通过纸带与打点计时器相连.在重物的牵引下,木块在木板上向左加速运动.图乙给出了重物落地前,打点计时器在纸带上打出的一些点(单位:cm)

(1)已知打点计时器使用的交变电流的频率为50Hz,结合图乙给出的数据(单位:cm),求出木块运动加速度的大小为 m/s2 , 并求出纸带中P点瞬时速度大小为 m/s(计算结果均保留2位有效数字).
(2)设重物的质量为m,木块的质量为M,且线与纸带的质量均不计,除了木块与木板间有摩擦外,其它部分的摩擦不计,重力加速度用g表示,若测得的加速度为a,则木块和木板之间的动摩擦因数μ的表达式为μ=

【答案】
(1)4.0;2.6m/s
(2)
【解析】解:(1)由给出的数据可知,重物落地后,木块在连续相等的时间T内的位移分别是:
s1=7.74cm,s2=8.41cm,s3=9.05cm,s4=9.68cm,s5=10.33cm,s6=10.95cm,
T=0.04s
以a表示加速度,根据匀变速直线运动的规律,
a= =4.0m/s2
根据匀变速直线运动中时间中点是速度等于该过程中的平均速度得
纸带中P点瞬时速度大小v= =2.6m/s (2)对于重物受重力和拉力,根据牛顿第二定律有:mg﹣F=ma
对于木块水平方向受拉力和摩擦力,根据牛顿第二定律有:F﹣μMg=Ma
解得:μ=
所以答案是:(1)4.0,2.6m/s (2)
【考点精析】本题主要考查了滑动摩擦力和加速度的相关知识点,需要掌握滑动摩擦力:利用公式f=μF N 进行计算,其中FN 是物体的正压力,不一定等于物体的重力,甚至可能和重力无关.或者根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来求解;加速度与速度无关.只要速度在变化,无论速度大小,都有加速度;只要速度不变化(匀速),无论速度多大,加速度总是零;只要速度变化快,无论速度是大、是小或是零,物体加速度就大;方向与速度变化Δv的方向一致,但不一定与v的方向一致才能正确解答此题.

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