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15.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖1所示的裝置測(cè)定滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),其中A為滑塊,B和C是質(zhì)量可調(diào)的砝碼,不計(jì)繩和滑輪的質(zhì)量及它們之間的摩擦,裝置水平放置.實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)在砝碼總質(zhì)量(m+m′=m0)保持不變的條件下,改變m和m′的大小,測(cè)出不同m下系統(tǒng)的加速度,然后通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析就可求出滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù).

(1)該同學(xué)手中有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、質(zhì)量已知且可隨意組合的砝碼若干、滑塊、一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板、細(xì)線,為了完成本實(shí)驗(yàn),得到所要測(cè)量的物理量,還應(yīng)有BD.
A.秒表          B.毫米刻度尺          C.天平          D.低壓交流電源
(2)實(shí)驗(yàn)中,該同學(xué)得到一條較為理想的紙帶,如圖2示,從清晰的O點(diǎn)開始,每隔4個(gè)點(diǎn)取一計(jì)數(shù)點(diǎn)(中間4個(gè)點(diǎn)沒畫出),分別記為A、B、C、D、E、F,各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為OA=1.61cm,OB=4.02cm,OC=7.26cm,OD=11.30cm,OE=16.14cm,OF=21.80cm,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)頻率為50Hz,則由此紙帶可得到打E點(diǎn)時(shí)滑塊的速度v=0.52m/s,此次實(shí)驗(yàn)滑塊的加速度a=0.81m/s2.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(3)在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中,該同學(xué)以m為橫軸,以系統(tǒng)的加速度a為縱軸,繪制了如圖3示的實(shí)驗(yàn)圖線,結(jié)合本實(shí)驗(yàn)可知滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3.(g取10m/s2

分析 (1)需要交流電源和長(zhǎng)度的測(cè)量工具.
(2)每隔4個(gè)點(diǎn)取一計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1秒,用平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求解速度,用△x=at2求解加速度.
(3)對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用牛頓第二定律,得到圖線的縱截距為-μg,可解得動(dòng)摩擦因數(shù)

解答 解:(1)實(shí)驗(yàn)需要測(cè)兩點(diǎn)間距離,故要刻度尺,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用到低壓電源,故BD正確
(2)OA=1.61cm=0.0161m,OB=4.02cm=0.0402m,OC=7.26cm=0.0726m,OD=11.30cm=0.1130m,OE=16.14cm=0.1614m,OF=21.80cm=0.2180m,每隔4個(gè)點(diǎn)取一計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1秒,用平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可得:vD=OFOB4T=0.21800.04020.4m/s=0.44m/s,同理可求vC=OEOA4T=16.141.610.4m/s=0.36m/s,
由勻變速規(guī)律得:vD=vcvE2
以vE=2vD-vc=0.52m/s,
由△x=at2
因T=0.1s,由逐差法可得
a=x3+x4+x5x1+x2+x39T2=CFOC9T2=0.21800.07260.07269×0.01=0.81 m/s2
(3)對(duì)ABC系統(tǒng)應(yīng)用牛頓第二定律可得:a=\frac{{mg-μ(M+{m^{\;}})}}{{M-{m_0}}}所以,a-m圖象中,縱軸的截距為-μg,故-μg=-3,解得:
μ=0.3
故答案為:(1)BD (2)0.52;0.81;(3)0.3

點(diǎn)評(píng) 本題考查動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)量,解題時(shí)要注意單位的換算.對(duì)于紙帶的問題,我們要熟悉勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和一些規(guī)律,同時(shí)掌握牛頓第二定律的應(yīng)用,注意數(shù)學(xué)公式與物理規(guī)律相綜合應(yīng)用.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A.電壓表V1、V2 的示數(shù)都減少B.△U1>△U2
C.電阻R2的功率一定增大D.電源的輸出功率一定先增大后減小

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A.該物體做的是曲線運(yùn)動(dòng)
B.該物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t為2 s
C.該物體運(yùn)動(dòng)的加速度為1.5 m/s2
D.物體的位移-時(shí)間圖象是拋物線的一部分

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(1)假設(shè)選手落到轉(zhuǎn)盤上瞬間相對(duì)轉(zhuǎn)盤速度立即變?yōu)榱�,為保證他落在任何位置都不會(huì)被甩下轉(zhuǎn)盤,轉(zhuǎn)盤的角速度ω應(yīng)限制在什么范圍?
(2)當(dāng)a=2m/s2時(shí)選手恰好落到轉(zhuǎn)盤的圓心上,求L=?取g=10m/s2,
(3)選手要想成功落在轉(zhuǎn)盤上,可以選擇的加速度范圍?取g=10m/s2

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A.速度逐漸減小,當(dāng)加速度減小到零時(shí),速度達(dá)到最小值
B.速度逐漸增大,當(dāng)加速度減小到零時(shí),速度達(dá)到最大值
C.位移逐漸增大,當(dāng)加速度減小到零時(shí),位移將不再增大
D.位移逐漸減小,當(dāng)加速度減小到零時(shí),位移達(dá)到最小值

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B.推不動(dòng)時(shí),交警推車的力越大,車受到的摩擦力越大
C.推動(dòng)后,交警推車的力越大,車受到的摩擦力越大
D.推車時(shí)交警受到的地面的摩擦力方向水平向前

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A.小球?qū)醢錋B的壓力先增大后減小
B.小球?qū)醢錋B的壓力逐漸減小
C.小球?qū)ωQ直墻壁的彈力逐漸增大
D.小球?qū)ωQ直墻壁的彈力先減小后增大

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A.燈泡L逐漸變亮
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