题目内容

8.某兴趣小组的同学用如图甲所示的装置探究一小木块与一薄尼龙布料之间的动摩擦因数.他们将一可认为是光滑的长木板置于水平桌面上,并在长木板的右半部分平整地铺上一块薄尼龙布料,然后按图甲安装好实验装置,实验时小木块在重物的牵引下向右运动,当重物落地后小木块还未进入到薄布区域,经过多次实验他们得到了一条如图乙所示的纸带,他们将得到的纸带置于一透明刻度尺的下方进行测量.连接打点计时器的电源频率为50Hz,重力加速度g=10m/s2.

(1)根据刻度尺的示数可以判断,小木块在打A、E之间的点时做匀速运动,在打E、J之间的点时做匀减速运动.
(2)将打下A点时记为t=0,在如图丙所示的v-t坐标系中,已将打下B、C、D、E、F、H、J点时所对应的速度大小描入了其中,请计算出打点计时器打下G点时小木块的瞬时速度大小vG=0.65m/s,并将其描入坐标系中,然后画出v-t图线.
(3)根据所作的v-t图线,求得小木块在布面上运动时的加速度大小为a=5m/s2.
(4)若小木块的质量为m=1kg,根据所作的v-t图线,可求得小木块与布面之间的动摩擦因数为μ=0.5.

分析 (1)根据相邻计数点的距离不会判断小车的运动
(2)中间时刻的瞬时速度可以用平均速度来代替
(3)在v-t图象中,斜率代表加速度;
(4)根据牛顿第二定律求得摩擦因数

解答 解:(1)根据刻度尺的示数可以得出小车在A、E两点间,相邻计数点的距离几乎相等,所以小车在A、E两点间做匀速运动,
在E、J两点间相邻计数点的距离减小,而且相邻计数点的距离之差几乎相等,所以在E、J两点间做匀减速运动,
(2)
打点计时器的频率f=50Hz,故打相邻两点间的时间间隔T=$\frac{1}{f}=0.02s$
G点的速度FH的平均速度来代替,则${v}_{G}=\frac{{x}_{FH}}{2T}=\frac{0.026}{0.04}m/s=0.65m/s$,
描点代入,有平滑的直线链接各点,让尽量多的点在直线上即可
(3)在v-t图象中,斜率代表加速度,故加速度为a=5m/s2
(4)根据牛顿第二定律可知
μmg=ma
解得$μ=\frac{a}{g}=0.5$
故答案为:(1)匀速,匀减速
(2)0.65
(3)5
(4)0.5

点评 本题考查了求瞬时速度与加速度问题,熟练应用匀变速运动的推论和牛顿第二定律即可正确解题

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