题目内容

如图所示的器材是:木质轨道(其倾斜部分倾角较大,水平部分足够长)、小铁块、两枚图钉、一根细线、一个量角器.只用上述器材测定小铁块与木质轨道间的动摩擦因数.实验步骤是:
(1)将小铁块______;
(2)用图钉把细线______;
(3)用量角器测量______.那么,动摩擦因数可表示为 μ=______.

【答案】分析:物块在下滑到停止的过程中,有重力做功和摩擦力做功,根据动能定理求出动摩擦因数的表达式,从而确定要测量的物理量.
解答:解:设斜面的倾角为θ,斜面的高度为h,释放点与停止位置间的距离为s,对全过程运用动能定理得,
mgh-μmgcosθ?s1-μmgs2=0
因为s1cosθ+s2=s
整体得,mgh-μmgs=0
.可知只要测量出初末位置的连线与水平方向的夹角,即可求出动摩擦因数.
实验时,将图钉固定于A、B两点,测出细线与水平方向的夹角θ,则
故答案为:(1)从某点由静止释放,最后停在水平面上;
(2)固定在铁块运动的起止点;
(3)细线与水平面间的夹角θ;
(4)μ=tanθ
点评:本题通过动能定理得出动摩擦因数的表达式,从而确定要测量的物理量.也可以通过动力学知识进行求解.
练习册系列答案
相关题目

利用电火花计时器做如下实验.

(1)甲同学使用如图所示的装置来验证“机械能守恒定律”.

①下面是操作步骤:

a.按上图安装器材;

b.松开铁夹,使重锤带动纸带下落;

c.接通电火花计时器电源,使计时器开始工作

d.进行数据处理:

e.根据需要,在纸带上测量数据.

把上述必要的操作步骤按正确的顺序排列________

②电火花计时器接在频率为50 Hz的交流电源上,下图为实验中打出的一条纸带,从起始点O开始,将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D……,

电火花计时器打F点时,重锤下落的速度为________m/s.(保留到小数点后两位)

③如果已知重锤的质量为0.50 kg,当地的重力加速度为9.80 m/s2.从打O点到打F点的过程中,重锤重力势能的减少量为________J,重锤动能的增加量为________J.(保留到小数点后两位)

(2)乙同学采用如图所示的装置进行了有关“动能定理”研究的实验.

a.按图中把实验器材安装好,不挂配重,反复移动垫木直到小车能够做匀速直线运动;

b.把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100 g的配重.接通电源,放开小车,电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点.从某点A开始,此后在纸带上每隔4个点取一个计数点,依次标为B、C、D……;

c.测量出B、C、D、……各点与A点的距离,分别记为x1、x2、x3、……;

d.用配重受到的重力分别乘以x1、x2、x3、……,得到配重重力所做的功W1、W2、W3、……;(重力加速度g=9.80 m/s2)

e.求出B、C、D、……各点速度的大小,分别记为v1、v2、v3、……,再求出它们的平方、……;

f.用纵坐标表示速度的平方v2,横坐标表示配重重力所做的功W,作出v2-W图象,并在图象中描出(W1)坐标点,再连成图线;

(以下计算保留到小数点后两位)

①在步骤d中,该同学测得x4=40.00 cm,则配重重力所做的功WA________J;

②该同学得到的v2-W图象如图所示.通过图象可知,打A点时对应小车的速度v0________m/s;

③小车的质量M=________kg.

某同学采用如图所示的装置验证规律:“物体质量一定,其加速度与所受合力成正比”。

a.按图3把实验器材安装好,不挂配重,反复移动垫木直到小车做匀速直线运动;

b.把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂配重,接通电源,放开小车,打点计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点,取下纸带,在纸带上写上编号;

c.保持小车的质量M不变,多次改变配重的质量m,再重复步骤b

d.算出每条纸带对应的加速度的值;

e.用纵坐标表示加速度a,横坐标表示配重受的重力mg(作为小车受到的合力F),作出aF图象。

① 在步骤d中,该同学是采用vt图象来求加速度的。图4为实验中打出的一条纸带的一部分,纸带上标出了连续的3个计数点,依次为BCD,相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。打点计时器打C点时,小车的速度为             m/s;

② 其余各点的速度都标在了vt坐标系中,如图5所示。t=0.10s时,打点计时器恰好打B点。请你将①中所得结果标在图5所示的坐标系中,并作出小车运动的vt图线;利用图线求出小车此次运动的加速度a = _________m/s2

③ 最终该同学所得小车运动的aF图线如图6所示,从图中我们看出图线是一条经过原点的直线。根据图线可以确定下列说法中不正确的是

A.本实验中小车质量一定时,其加速度与所受合力成正比

B.小车的加速度可能大于重力加速度g

C.可以确定小车的质量约为0.50kg

D.实验中配重的质量m远小于小车的质量 M


乙同学采用如图所示的装置进行了有关“动能定理”探究的实验。

a.按图把实验器材安装好,不挂配重,反复移动垫木直到小车能够做匀速直线运动;
b.把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重。接通电源,放开小车,电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点。从某点A开始,此后在纸带上每隔4个点取一个计数点,依次标为B、C、D……;
c.测量出B、C、D、……各点与A点的距离,分别记为x1、x2、x3……;
d.用配重受到的重力分别乘以x1、x2、x3……,得到配重重力所做的功W1、W2、W3……;(重力加速度g=9.80m/s2
e.求出B、C、D、……各点速度的大小,分别记为v1、v2、v3……,再求出它们的平方v12、v22、v32……;
f.用纵坐标表示速度的平方v2,横坐标表示配重重力所做的功W,作出v2-W图象,并在图象中描出(Wi,v)坐标点,再连成图线。(以下计算保留到小数点后两位)
(1)若该同学得到的v2-W图象如图乙所示。通过图象可知W与v2的关系是______________
(2)通过图象可求出,小车的质量M=_________kg。(保留到小数点后两位)
(3)关于该实验,下列说法正确的________。
A.电火花计时器应用4~6 V的直流电源供电
B.电火花计时器应用4~6 V的交流电源供电
C.在步骤d中,该同学测得x4=40.00 cm,则配重重力所做的功W4=0.39 J
D.通过图象可知,打A点时对应小车的速度v0=0.50 m/s

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