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】(1)0.54m/s;1.0m/s2(2)CD(3)![]()
【解析】
(1)①根据匀变速直线运动规律知道C点的瞬时速度等于B点到D点的平均速度,有:
vC=
=0.54m/s
②每相邻两计数点间还有4个打点,说明相邻的计数点时间间隔:T=0.1s,根据逐差法有:![]()
(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,所以需要知道滑块的质量,摩擦力要根据铁块的运动来求得,滑块做的是匀加速运动,拉滑块运动的是托盘和砝码,所以也要知道托盘和砝码的质量,故ABE错误,CD正确.故选CD.
(3)以整个系统为研究对象,根据牛顿第二定律有:
m3g-f=(m2+m3)a ①
f=μm2g ②
联立①②解得:
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