题目内容
【题目】某实验小组研究木块与某粗糙木板间的摩擦因数,步骤如下:
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(1)如图甲,在该木板上放置一木块,木块与一水平弹簧左端相连,弹簧右端连接在位置固定的传感器上.传感器与木板未接触.传感器可以测出弹簧拉力F和对应的木块位移大小x,数据(F,x)可以通过电脑实时同步保存并自动画出F-x图象。
(2)调节装置使F、x均为0.然后缓慢向左拉动木板.得到多组数据(F,x),木块与木板相对滑动后,控制木板立即静止,整个过程弹簧始终在弹性限度内.电脑中得到如图乙F-x图象。其中Fm、xm为记录数据F、x中的最大值.己知木块质量为m,重力加速度取g,滑动摩擦力等于最大静摩捸力.用图象中获得的数据和己知量表示下列物理量。
①整个过程中弹簧弹性势能最大值为_____;
②摩擦力对木块所做的功为____:
③木块与粗糙板间摩擦因数=______.
【答案】
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【解析】①整个过程中弹簧弹性势能等于弹力F所做的功,其大小等于图像与坐标轴围成的面积,则弹性势能的最大值为
;
②缓慢拉动的过程中,弹力等于摩擦力,则摩擦力对木块所做的功等于弹力功,大小为
;
③F的最大值等于最大静摩擦力,等于滑动摩擦力,则Fm=μmg,则木块与粗糙板间摩擦因数=
.
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