题目内容

18.如图1为测量物块与水平桌面质检动摩擦因数的实验装置示意图.实验步骤如下:
A.用天平测得物块质量M为500g、重物m的质量为100g;
B.调整长木板上的轻滑轮,使细线水平;
C.调整长木板倾斜程度,平衡摩擦力
D.打开电源,让物块由静止释放,打点计时器在纸带上打出点迹;
E.多次重复步骤D,选取点迹清晰的理想纸带,求出加速度a;
F.根据上述实验数据求出动摩擦因数u,整理仪器,结束实验.

回答下列问题:
①以上实验步骤中,不需要的步骤是C.
②其中一条纸带如图2所示,各点间还有4个点未标出,则物块的加速度a=1.25m/s2(结果保留三位有效数字)
③根据实验原理,可求出动摩擦因数u=$\frac{mg-(M+m)a}{Mg}$(用M、m、a和重力加速度g表示).

分析 (1)根据实验的目的和要求事项分析答题;
(2)由导出公式:△x=aT2,即可求出加速度;
(3)由动能定理列方程求出动摩擦因数.

解答 解:(1)该实验的目的是为了测量物块与长木板之间的摩擦因数,所以在实验的过程中,不能调整长木板倾斜程度,平衡摩擦力,否则不能测量摩擦因数.
所以不需要的步骤是C.
(2)各点间还有4个点未标出,所以时间间隔是5t0=5×0.02s=00.1s
物块的加速度:${a}_{1}=\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2{T}^{2}}$,${a}_{2}=\frac{{x}_{4}-{x}_{2}}{2{T}^{2}}$
物块的加速度:$a=\frac{{a}_{1}+{a}_{2}}{4{T}^{2}}=\frac{{x}_{3}+{x}_{4}-{x}_{1}-{x}_{2}}{4{T}^{2}}=\frac{0.0869+0.0995-0.0619-0.0745}{4×0.{1}^{2}}$m/s2=1.25m/s2
(3)对M、m组成的系统,由牛顿第二定律得:mg-μMg=(M+m)a,
解得:$μ=\frac{mg-(M+m)a}{Mg}$.
故答案为:①C; ②1.25; ③$\frac{mg-(M+m)a}{Mg}$

点评 本题考查了实验注意事项、求动摩擦因数、求加速度,知道实验注意事项、实验原理、应用牛顿第二定律与匀变速直线运动的推论即可正确解题

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