题目内容
15.如图1所示,某同学设计了一个测量滑块与木板间的动摩擦因数的实验装置,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,滑块右端固定一个动滑轮,钩码和弹簧测力计通过绕在滑轮上的轻绳相连,放开钩码,滑块在长木板上做匀加速直线运动.(1)实验得到一条如图2所示的纸带,相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s,由图中的数据可知,滑块运动的加速度大小是2.4m/s2.(计算结果保留两位有效数字)
(2)读出弹簧测力计的示数F,处理纸带,得到滑块运动的加速度a;改变钩码个数,重复实验.以弹簧测力计的示数F为纵坐标,以加速度a为横坐标,得到的图象是纵轴截距为b的一条倾斜直线,如图3所示.已知滑块和动滑轮的总质量为m,重力加速度为g,忽略滑轮与绳之间的摩擦.则滑块和木板之间的动摩擦因数μ=$\frac{2b}{mg}$.
分析 (1)利用逐差法求得加速度
(2)由实验方案可知,滑块受到的拉力为弹簧秤示数的两倍,滑块同时受摩擦力,由牛顿第二定律可得弹簧秤示数与加速度a的关系.由图象可得摩擦因数.
解答 解:(1)加速度为$a=\frac{{x}_{BD}-{x}_{OB}}{4{T}^{2}}=\frac{0.192-0.0961}{4×0.01}m/{s}^{2}$=2.4m/s2
(2)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:
$F=\frac{m}{2}a+\frac{μmg}{2}$
由图象所给信息可得图象截距为:
$b=\frac{2μmg}{2}$
解得:
$μ=\frac{2b}{mg}$
故答案为:2.4,$\frac{2b}{mg}$
点评 本题重点是考察学生实验创新能力及运用图象处理实验数据的能力,对这种创新类型的题目,应仔细分析给定的方案和数据,建立物理模型.
练习册系列答案
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5.
如图所示,灯L上标有12W字样,电动机D上标有48W字样,电动机D的绕线电阻为1Ω,当在A、B两端加上30V电压时,灯和电动机均正常工作,则下列判断正确的是( )
| A. | 灯泡正常工作时的电阻是2Ω | B. | 灯泡正常工作时的电流是3A | ||
| C. | 电动机输出的机械功率为44W | D. | 电动机的发热功率为8W |
10.
如图所示,在O点固定一负点电荷,实线为其中几条对称分布的电场线,虚线为以Oe电场线上的O′点为圆心的一个圆,a、b、c、d、e,f、g、h为圆与电场线的交点,下列说法正确的是( )
| A. | d、f两点的电场强度相同 | |
| B. | a点电势比e点电势高 | |
| C. | b、d两点间电势差小于b,f两点间电势差 | |
| D. | 质子沿圆周由h到d与由h到f,电场力做功相等 |
20.图甲是光电效应的实验装置图,图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象,下列说法正确的是( )

| A. | 由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱和电流越大 | |
| B. | 由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说,其遏止电压只由入射光的频率决定 | |
| C. | 只要增大电压,光电流就会一直增大 | |
| D. | 不论哪种颜色的入射光,只要光足够强,就能发生光电效应 | |
| E. | 遏止电压越大,说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大 |
7.
电阻R和电动机M串联,电阻R与电动机线圈的电阻相等,当开关闭合,电动机正常工作,设电阻R与电动机两端的电功率分别是P1和P2,经过时间t电流产生的热量分别是Q1和Q2,则有( )
| A. | P1>P2 | B. | P1=P2 | C. | Q1<Q2 | D. | Q1=Q2 |
5.用a、b两单色光分别照射同一双缝干涉装置,在距双缝恒定距离的光屏上得到如图所示的干涉图样,其中图甲是单色光束a照射时形成的图样,图乙是单色光束b照射时形成的图样,则下列关于a、b两束单色光的说法中,正确的是( )

| A. | 若光束a照在某金属上恰能发生光电效应,则光束b照到该金属上不能发生光电效应. | |
| B. | 若两束光都能使某金属发生光电效应,则光束a照到该金属表面所逸出的光电子的最大初动能比光束b小 | |
| C. | 它们在真空中具有相同大小的传播速度 | |
| D. | 在相同条件下,光束a比光束b更容易产生明显的衍射现象 |