题目内容
16．某物理兴趣小组想测量滑块和长木板之间的动摩擦因数．实验装置如图甲所示，表面粗糙，一端装有定滑轮的长木板放在水平的实验台上；木板上有一滑块，滑块右端固定一个小滑轮，钩码和弹簧称通过绕在滑轮上的细绳相连．放开钩码，滑块在长木板上做匀加速直线运动（忽略滑轮的摩擦）．接通电源，释放滑块，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．（1）图乙是实验中得到的某条纸带的一段，己知相邻两计数点间的时间间隔均为T，S1、S2、S3、S4已测出，请写出计算滑块加速度的表达式（要求尽量减小误差）：a=$\frac{（{S}_{4}-{S}_{2}）+（{S}_{3}-{S}_{1}）}{4{T}^{2}}$．
（2）己知滑块和小滑轮的总质量为m，当弹簧测力的示数F时，较准确地测得加速度为a（重力加速度为g）．则滑块和长木板之间的动摩擦因数μ=$\frac{2F-ma}{mg}$ （用m、F、a、g表示）
分析 （1）利用逐差法△x=aT2可以求出物体的加速度大小；
（2）根据牛顿第二定律的表达式，可以求出摩擦系数的表达式．
解答 解：（1）相邻的计数点时间间隔是T，根据逐差法有：a=$\frac{（{S}_{4}-{S}_{2}）+（{S}_{3}-{S}_{1}）}{4{T}^{2}}$
（2）要测量动摩擦因数，由f=μFN 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．
以滑块为研究对象，水平方向滑块受到两个绳子的拉力和摩擦力的作用，根据牛顿第二定律有：2F-f=ma ①
f=μmg ②
联立①②解得：μ=$\frac{2F-ma}{mg}$．
故答案为：（1）$\frac{（{S}_{4}-{S}_{2}）+（{S}_{3}-{S}_{1}）}{4{T}^{2}}$；（2）$\frac{2F-ma}{mg}$
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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19．
实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中绕垂直于磁感线的OO′轴匀速转动．今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10V．已知R=10Ω，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是（ ）
实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中绕垂直于磁感线的OO′轴匀速转动．今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10V．已知R=10Ω，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是（ ）| A． | 线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流为零 | |
| B． | 从中性面开始计时，线圈中电流瞬时值表达式为i=$\sqrt{2}$sin25t（A） | |
| C． | 流过电阻R的电流每秒钟方向改变50次 | |
| D． | 电阻R上的热功率等于20 W |
20．下列的说法中正确的是（ ）
| A． | 发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化 | |
| B． | 发生多普勒效应时，观察者接受到的波的频率发生了变化 | |
| C． | 多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的 | |
| D． | 多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的 |
4．
如图所示，放在光滑水平面上的物体A和B，质量分别为2m和m，第一次水平恒力F1作用在A上，第二次水平恒力F2作用在B上．已知两次水平恒力作用时，A、B间的作用力大小相等．则（ ）
如图所示，放在光滑水平面上的物体A和B，质量分别为2m和m，第一次水平恒力F1作用在A上，第二次水平恒力F2作用在B上．已知两次水平恒力作用时，A、B间的作用力大小相等．则（ ）| A． | F1=F2 | B． | F1=$\frac{1}{2}$F2 | C． | F1=$\frac{3}{2}$F2 | D． | F1=2F2 |
8．某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数，他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况，装置如图甲所示，他使木块以初速度v0=4m/s的速度沿倾角θ=30°的斜面上滑紧接着下滑至出发点，并同时开始记录数据，结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的v-t图线如图乙所示，g取10m/s2，则根据题意计算出的下列物理量正确的是（ ）
| A． | 上滑过程中的加速度的大小a1=8m/s2 | |
| B． | 木块与斜面间的动摩擦因数μ=$\frac{\sqrt{3}}{3}$ | |
| C． | 木块回到出发点时的速度大小v=4m/s | |
| D． | 木块经2s返回出发点 |
