题目内容
【题目】如图,质量为M的滑块A放在气垫导轨B上,C为位移传感器,它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上,经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移一时间(s- t)图像和速率一时间( v- t)图像.整个装置置于高度可调节的斜面上,斜面的长度为l、高度为h.
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(1)现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度,A的v-t图线如题b图所示.从图线可得滑块A下滑时的加速度a = m/s2(保留一位有效数字),摩擦力对滑块A运动的影响 (选填“A、明显,不可忽略”或“B.不明显,可忽略,’)
(2)此装置还可用来测量重力加速度g.实验时保持斜面的长度为l不变,通过改变h的大小,测出对应的加速度a,然后做出a-h图像(a为纵轴,h为横轴),图像中的图线是一条倾斜的直线,为求出重力加速度g需要从图像中找出_ .
A.图线与a轴截距a0 B.图线与h轴截距b0
C.图线的斜率k D.图线与坐标轴所夹面积S
则重力加速度g= (用题中和选项中给出的字母表示).
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(3)若实验测得车
=0.6,且将气垫导轨换成长木板,滑块A换成滑块A
,若滑块A
与长木板间的动摩擦因数恒定,给滑块A
一沿滑板向上的初速度,A
的s-t图线如题c图.通过图线可求得滑块与长木板间的动摩擦因数
= (结果保留一位有效数字).
【答案】(1)6;不明显,可忽略.(2)C;kl(3)物块受摩擦力;0.3.
【解析】
试题分析:(1)v-t图象的斜率的绝对值表示加速度大小.
从图象可以看出,滑块上滑和下滑过程中的加速度基本相等,所以摩擦力对滑块的运动影响不明显,可以忽略.根据加速度的定义式可以得出a=△v/△t=6m/s2
(2)根据牛顿第二定律可知,a=gsinθ=gh/l,则a-h图象的斜率k=g/l,所以为求出重力加速度g需要从图象中找出图象的斜率k,则g=kl。
(3)滑板与滑块间的滑动摩擦力比较大,导致图象成抛物线形.
从图上可以读出,滑块上滑和下滑时发生位移大小约为x=0.84m-0.20m=0.64m
上滑时间约为t1=0.4s,下滑时间约为t2=0.6s,上滑时看做反向匀加速运动,根据动学规律有:
,
根据牛顿第二定律有mgsinθ+μmgcosθ=ma1,下滑时,有
,根据牛顿第二定律有mgsinθ-μmgcosθ=ma2,联立解得μ=0.3