1.物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù).實驗裝置如圖甲所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端裝有定滑輪;木板上有一滑塊,其一端與穿過電磁打點(diǎn)計時器的紙帶相連,另一端通過跨過定滑輪的細(xì)線與托盤連接.打點(diǎn)計時器使用的交流電源的頻率為50Hz.開始實驗時,在托盤中放入適量砝碼,滑塊開始做勻加速運(yùn)動,在紙帶上打出一系列點(diǎn).圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分,從比較清晰的點(diǎn)跡起,在紙帶上標(biāo)出連續(xù)的5個計數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E,每相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個打點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),測出各計數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)之間的距離如圖所示.請完成下列小題:

(1)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算:(保留兩位有效數(shù)字)
①打C點(diǎn)時滑塊的速度的大小為0.54m/s;
②滑塊的加速度a=1.0 m/s2;
(2)為了測量動摩擦因數(shù),下列物理量中還應(yīng)測量的是CD.
A.木板的長度L      B.木板的質(zhì)量m1 C.滑塊的質(zhì)量m2    D.托盤和砝碼的總質(zhì)量m3     E.滑塊運(yùn)動的時間t
(3)不計打點(diǎn)計時器與紙帶間及細(xì)繩與滑輪間的阻力,則滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=$\frac{{m}_{3}g-({m}_{2}+{m}_{3})a}{{m}_{2}g}$(用被測物理量的字母表示,重力加速度為g).

分析 (1)利用逐差法△x=aT2可以求出物體的加速度大小,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中某點(diǎn)的瞬時速度等于該過程中的平均速度大小可以求出某點(diǎn)的瞬時速度大;
(2)根據(jù)牛頓第二定律有=ma,由此可知需要測量的物理量.
(3)根據(jù)牛頓第二定律的表達(dá)式,可以求出摩擦系數(shù)的表達(dá)式.

解答 解:(1)①根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律知道C點(diǎn)的瞬時速度等于B點(diǎn)到D點(diǎn)的平均速度,有:
vC=$\frac{0.147-0.039}{2×0.1}$=0.54m/s
②每相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個打點(diǎn),說明相鄰的計數(shù)點(diǎn)時間間隔:T=0.1s,
根據(jù)逐差法有:a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{(2T)^{2}}$=$\frac{0.216-2×0.0879}{4×0.{1}^{2}}$=1.0m/s2
(2)要測量動摩擦因數(shù),由f=μFN 可知要求μ,需要知道摩擦力和壓力的大小,壓力就是滑塊的重力,所以需要知道滑塊的質(zhì)量,摩擦力要根據(jù)鐵塊的運(yùn)動來求得,滑塊做的是勻加速運(yùn)動,拉滑塊運(yùn)動的是托盤和砝碼,所以也要知道托盤和砝碼的質(zhì)量,故ABE錯誤,CD正確.
故選:CD.
(3)以整個系統(tǒng)為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律有:
m3g-f=(m2+m3)a ①
f=m2gμ ②
聯(lián)立①②解得:μ=$\frac{{m}_{3}g-({m}_{2}+{m}_{3})a}{{m}_{2}g}$.
故答案為:(1)①0.54;②1.0;(2)CD;(3)$\frac{{m}_{3}g-({m}_{2}+{m}_{3})a}{{m}_{2}g}$.

點(diǎn)評 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理,了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項,同時要熟練應(yīng)用所學(xué)基本規(guī)律解決實驗問題.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

7.如圖所示,半徑為R=0.8,圓心為O的大圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),兩個輕質(zhì)小圓環(huán)套在大圓環(huán)上,一根輕質(zhì)長繩穿過兩個小環(huán),它的兩端都系上質(zhì)量為m=2kg的重物.忽略小圓環(huán)的大小,g=10m/s2
(1)將兩個小圓環(huán)固定在大圓環(huán)豎直對稱軸的兩側(cè)θ=30°的位置上,在兩個小圓環(huán)間繩子的中點(diǎn)C處,掛上一個質(zhì)量M=$\sqrt{2}$m的重物,使兩個小圓環(huán)間的繩子水平,然后無初速釋放重物M.設(shè)繩子與大小圓環(huán)間的摩擦均可忽略,求重物M下降的最大距離.
(2)在第(1)問的條件下,求重物M的最大動能.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

12.質(zhì)量為10kg的物塊置于固定的斜面上,斜面的傾角為θ=37°,(sin37°=0.6,cos37°=0.8),受向上的力F作用物塊處于靜止?fàn)顟B(tài),物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2.
(1)當(dāng)F=70N時,求物塊受到的摩擦力大小和方向?
(2)當(dāng)F=50N時,求物塊受到的摩擦力大小和方向?
(3)若撤去F,則物塊受到的合力大小和方向?

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

9.質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)出發(fā)做變速直線運(yùn)動,前3s向東運(yùn)動了20m到達(dá)B點(diǎn),在B點(diǎn)停了2s后又向西運(yùn)動,經(jīng)過5s前進(jìn)了60m到達(dá)A點(diǎn)西側(cè)的C點(diǎn).求:
(1)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的總路程
(2)質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)到C點(diǎn)平均速度大小及方向.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

16.測量木塊與木板間動摩擦因數(shù)μ,某小組設(shè)計了使用位移傳感器的圖1所示實驗裝置,讓木塊從傾斜木板上一點(diǎn)A靜止釋放,位移傳感器連接計算機(jī)描繪了滑塊相對傳感器的位移隨時間變化規(guī)律如圖2
(1)根據(jù)下述圖線計算t0時刻速度大小v1=$\frac{{x}_{0}-x}{2{t}_{0}}$,2t0時刻速度大小v2=$\frac{{x}_{1}-{x}_{3}}{2{t}_{0}}$,木塊加速度a=$\frac{{{x_1}+{x_2}-{x_0}-{x_3}}}{2t_0^2}$(用圖中給出x0、x1、x2、x3、t0表示);
(2)已知重力加速度為g,測得木板的傾角為θ,木塊的加速度為a,則木塊與長木板間動摩擦因數(shù)μ=$\frac{gsinθ-a}{gcosθ}$.

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6.如圖所示,平直軌道與豎直半圓形軌道平滑連接,圓形軌道半徑R=2.0m,所有軌道均光滑.在A點(diǎn)開始用一水平力F=10N拉動質(zhì)量m=1.0kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),經(jīng)1s向右移動5m到達(dá)圓形軌道的最低點(diǎn)B,撤去拉力.g取10m/s2,求:
(1)水平拉力F做的功;
(2)水平拉力F做功的功率;
(3)物塊在圓形軌道最高點(diǎn)C的動能.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

13.某一長直的賽道上,有一輛賽車前方200m處有一安全車正以10m/s的速度勻速前進(jìn),這時賽車從靜止出發(fā)以2m/s2的加速度追趕.求:
(1)賽車經(jīng)多長時間追上安全車?
(2)當(dāng)賽車剛追上安全車時,賽車手立即剎車,使賽車以4m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動,再經(jīng)過多長時間兩車第二次相遇?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.下列說法中正確的是( 。
A.任何帶電體所帶的電荷量都是元電荷e的整數(shù)倍
B.在真空中,電場強(qiáng)度的表達(dá)式 E=$\frac{kQ}{{r}^{2}}$中的E與Q無關(guān)
C.由 E=$\frac{F}{q}$可知此場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度E與F成正比
D.A、B兩點(diǎn)間的電勢差等于將正電荷從A移到B點(diǎn)時靜電力所做的功

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

11.在高速公路上,有時會發(fā)生追尾的事故--后面的汽車撞上前面的汽車.我國高速公路的最高車速限制為120km/h.設(shè)某人駕車以108km/h車速沿平直公路行駛,該車剎車時產(chǎn)生的加速度大小為5m/s2,司機(jī)的反應(yīng)時間(從意識到應(yīng)該停車至操作剎車的時間)約為0.5s.則
(1)駕駛員從發(fā)現(xiàn)緊急情況到最后汽車停下來所需要的時間;
(2)以108km/h行駛的汽車在行駛中至少的安全車距為多少?

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