题目内容

18．为了测量木块与木板间的动摩擦因数，某实验小组设计了如图甲所示的实验装置：一个木块放在水平长木板上，通过细线跨过定滑轮与重物相连，木块与纸带相连，在重物牵引下，木块先向左加速运动，重物落地后，木块做减速运动，打出的纸带撕下其中一段如图乙所示，已知交流电频率为50Hz，重力加速度g取10m/s2．

（1）木块减速阶段的加速度大小为4.0m/s2（结果保留两位有效数字）．
（2）木块与木板间的动摩擦因数μ=0.4（纸带与打点计时器间的摩擦可忽略不计）．

分析 （1）利用匀变速运动的推论△x=at2求出木块减速阶段的加速度；
（2）重物落地后，木块受到的合力等于滑动摩擦力，由牛顿第二定律可以求出动摩擦因数．

解答 解：（1）由图乙所示纸带可知，计数点间的时间间隔t=0.02s×2=0.04s；
木块减速阶段的加速度约为a=$\frac{△s}{{t}^{2}}$=$\frac{0.0132+0.0156-0.018-0.0204}{0.0{4}^{2}}$=4.0m/s2；
（2）由牛顿第二定律得：-μmg=ma，解得动摩擦因素μ=0.4；
故答案为：（1）4.0；  （2）0.4．

点评 要掌握匀变速运动的推论△x=at2，应用该推论求出木块的加速度是正确解题的关键．

练习册系列答案
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8．用如下的器材和方法可以验证“力的平行四边形定则“．在圆形桌子透明桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中，滑轮P1固定在桌子边，滑轮P2、P3可沿桌边移动．第一次实验中，步骤如下：
A．在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，并使结点O静止；
B．在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向，以O点为起点，作出三拉力的图示；
C．以绕过P2、P3绳的两个力为邻边作平行四边形，作出O点为起点的平行四边形的对角线，量出对角线的长度；
D．检验对角线的长度和绕过P1绳拉力的图示的长度是否一样，方向是否在一条直线上．
（1）这次实验中，若一根绳挂的质量为m，另一根绳挂的质量为2m，则第三根绳挂的质量一定大于m且小于3m．
（2）第二次实验时，改变滑轮P2、P3的位置和相应绳上钩码的数量，使结点平衡，绳的结点不必（填“必须”或“不必”）与第一次实验中白纸上描下的O点重合．实验中，若桌面不水平不会（填“会”或“不会”）影响实验的结论．
9．两个互相垂直的力F1和F2同时作用在同一物体上，使物体由静止开始运动，物体通过一段位移的过程中，力F1对物体做功为8J，力F2对物体做功为6J，则F1和F2的合力对物体做功为（　　）
A．2JB．7JC．10JD．14J
6．如图所示，A、B的质量分别为m，2m，叠放在轻质弹簧上（弹簧下端固定于地面上），对A施加一竖直向下、大小为F（F＞3mg）的力，将弹簧再压缩一段距离（始终在弹性限度内）而处于平衡状态，现突然撤去F，设两物体向上运动的过程中A、B间相互作用力大小为FN，则关于FN的说法中正确的是（重力加速度为g）（　　）
A．刚撤去外力F时，FN=$\frac{F+mg}{3}$B．弹簧弹力等于F时，FN=$\frac{F}{3}$
C．当两物体速度最大时，FN=mgD．当弹簧恢复原长时，FN=0
13．一圆盘可绕通过圆盘中心OO′且垂直于盘面的竖直轴转动，如图所示．在圆盘上放置一木块，当木块随圆盘一起匀速转动运动时，关于木块的受力情况，以下说法中正确的是（　　）
A．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向与木块的运动方向相反
B．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向背离圆盘中心
C．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向指向圆盘中心
D．木块与圆盘间没有摩擦力作用，木块受到向心力作用
3．如图所示，小物块位于半径为R=1m的光滑半球顶端，若将小物块无初速释放．求：
（1）说明物块的运动情况；
（2）小物块与球面分离时，其与球心连线和竖直方向的夹角；
（3）物块落地时水平位移s=？
10．在DIS中，光电门测量的是运动物体挡光时间内的平均速度，因为挡光片较窄，所以可看的是瞬时速度．为了测量做匀加速直线运动小车的加速度．将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上．如图所示．
（1）当小车匀加速经过光电门时，测得A、B先后挡光的时间分别为△t1和△t2，A、B开始挡光时刻的间隔为t，则小车的加速度a=$\frac{b}{t}$（$\frac{1}{△{t}_{2}}$-$\frac{1}{△{t}_{1}}$）；
（2）实验中，若挡光片的宽度b较大，用上述方法测得的加速度与真实值间会有较大的差距，实验的测量值小于真实值；（填“大于、小于或等于”）原因是时间差小于A、B开始挡光时刻的间隔为t．
14．如图所示为一交流电的电流随时间变化的图象，则此交流电的有效值为（　　）
A．3AB．4AC．5AD．6A
15．某同学用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，可以提供输出电压为6V的交流电和直流电，交流电的频率为50Hz．重锤从高处由静止开始下落，重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律．

（1）他进行了下面几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上；
C．用天平测出重锤的质量；
D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于其增加的动能．
其中没有必要进行的步骤是C．（填选项字母）
（2）这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图2所示，其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点．根据纸带上的测量数据，可得出打B点时重锤的速度为1.84 m/s．（保留3位有效数字）
（3）他根据纸带上的数据算出各点的速度v，量出下落距离h，并以$\frac{{v}^{2}}{2}$为纵轴、以h为横轴，作画出的$\frac{{v}^{2}}{2}$-h图象，应是下列图3中的C．

（4）他进一步分析，发现本实验存在较大误差，为此对实验设计进行了改进，用如图4所示的实验装置来验证机械能守恒定律：通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出A、B之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d．重力加速度为g．实验前应调整光电门位置使小铁球下落过程中球心通过光电门中的激光束．则小铁球通过光电门时的瞬时速度v=$\frac{d}{t}$．如果d、t、h、g满足关系式$\frac{{d}^{2}}{2{t}^{2}}$=gh，就可验证机械能守恒定律．

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