4. 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,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小点。

(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a=           (保留三位有效数字)。

(2)回答下列两个问题:

①为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有      。(填入所选物理量前的字母)

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

②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是                

(3)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).与真实值相比,测量的动摩擦因数      (填“偏大”或“偏小” )。写出支持你的看法的一个论据:                                  

                    。

2.(平抛运动+验证机械能守恒)某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.弧形轨道末端水平,离地面的高度为H。将钢球从轨道的不同高度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s.

(1)若轨道完全光滑,s2与h的理论关系应满足s2=   (用H、h表示).

(2)该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示:

h(10-1m)
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
s2 (10-1m2)
2.62
3.89
5.20
6.53
7.78

请在坐标纸上作出s2--h关系图.

(3)对比实验结果与理论计算得到的s2--h关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率       (填“小于”或“大于”)理论值

(4)从s2--h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因是     .

解析:(1)根据机械能守恒,可得离开轨道时速度为,由平抛运动知识可求得时间为,可得.

(2)依次描点,连线,注意不要画成折线。

(3)从图中看,同一h下的s2值,理论值明显大于实际值,而在同一高度H下的平抛运动水平射程由水平速率决定,可见实际水平速率小于理论速率。

(4)由于客观上,轨道与小球间存在摩擦,机械能减小,因此会导致实际值比理论值小。小球的转动也需要能量维持,而机械能守恒中没有考虑重力势能转化成转动能的这一部分,也会导致实际速率明显小于“理论”速率(这一点,可能不少同学会考虑不到)

专题十四  力学实验  测试

1. (游标卡尺+光电计时器+匀变速直线运动)某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系,设计实验装置如图。长直平板一端放在水平桌面上,另一端架在一物块上。在平板上标出A、B两点,B点处放置一光电门,用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。

实验步骤如下:

①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d,用天平测量滑块的质量m;

②用直尺测量AB之间的距离s,A点到水平桌面的垂直距离h1,B点到水平桌面的垂直距离h2;

③将滑块从A点静止释放,由光电计时器读出滑块的挡光时间t1

④重复步骤③数次,并求挡光时间的平均值;

⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值;

⑥多次改变斜面的倾角,重复实验步骤②③④⑤,做出f-关系曲线。

(1)用测量的物理量完成下列各式(重力加速度为g):

①斜面倾角的余弦=      ;

②滑块通过光电门时的速度v=     ;

③滑块运动时的加速度a=      ;

④滑块运动时所受到的摩擦阻力f=      ;

(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示,读得d=        。

解析:(1)物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,受重力、支持力、滑动摩擦力,如图所示① ;根据三角形关系可得到,②根据③根据运动学公式,有,即有;④根据牛顿第二定律,则有;(2) 在游标卡尺中,主尺上是3.6cm,在游标尺上恰好是第1条刻度线与主尺对齐,再考虑到卡尺是10分度,所以读数为3.6cm+0.1×1mm=3.61cm或者3.62cm也对。 

 0  309183  309191  309197  309201  309207  309209  309213  309219  309221  309227  309233  309237  309239  309243  309249  309251  309257  309261  309263  309267  309269  309273  309275  309277  309278  309279  309281  309282  309283  309285  309287  309291  309293  309297  309299  309303  309309  309311  309317  309321  309323  309327  309333  309339  309341  309347  309351  309353  309359  309363  309369  309377  447090 

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