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 验装置如图甲所示,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,其一端与穿过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,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列 点。图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在 纸带上标出连续的 5 个计数点 A、B、C、D、E,每相邻两计数点间还有 4 个打 点(图中未标出),测出各计数点到 A 点之间的距离如图所示.请完成下列小题:
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(1)根据图中数据计算:(保留两位有效数字)
①打 C 点时滑块的速度的大小为_____m/s;
②滑块的加速度 a=_____m/s2;
(2)为了测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的是_____.
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. 滑块运动的时间 t
(3)不计打点计时器与纸带间及细绳与滑轮间的阻力,则滑块与木板间的动摩擦因数=______用被测物理量的字母表示,重力加速度为 g).
【答案】0.54m/s
CD
【解析】
(1)根据平均速度等于中时刻的瞬时速度,再利用逐差法可以求出滑块下滑的加速度.
(2)根据牛顿第二定律有=ma,由此可知需要测量的物理.
(3)根据牛顿第二定律的表达式,可以求出摩擦系数的表达式.
(1)根据平均速度等于瞬时速度,则有:
;
由△x=at2得:![]()
(2)以系统为研究对象,由牛顿第二定律得:m3g-f=(m2+m3)a,滑动摩擦力:f=m2gμ,
解得:
,要测动摩擦因数μ,需要测出:滑块的质量m2 与托盘和砝码的总质量m3,故选CD;
(3)由(2)可知,动摩擦因数的表达式为:由上式得: ![]()