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高中物理每日一题2016-2021
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实验题254测量滑块与木板之间的动摩擦因数

(2020-05-15 16:34:01)

   现要测量滑块与木板之间的动摩擦因数,实验装置如图1所示。表面粗糙的木板一端固定在水平桌面上,另一端抬起一定高度构成斜面;木板上有一滑块,其后端与穿过打点计时器的纸带相连;打点计时器固定在木板上,连接频率为50Hz的交流电源。接通电源后,从静止释放滑块,滑块带动纸带打出一系列的点迹。

实验题254测量滑块与木板之间的动摩擦因数

1)图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0123456是实验中选取的计数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),2356计数点的距离如图2所示。由图中数据求出滑块的加速度a=________m/s2(结果保留三位有效数字)。

2)已知木板的长度为L,为了求出滑块与木板间的动摩擦因数,还应测量的物理量是(    

A.滑块到达斜面底端的速度          

B.滑块的质量m

C.滑块的运动时间                  

D.斜面高度h和底边长度x

3)设重力加速度为g,滑块与木板间的动摩擦因数的表达式为μ=_________(用所需测物理量的字母表示)。

【答案】    (1). 2.51    (2). D    (3). (gh-aL)/gx

【解析】

1)每相邻两计数点间还有4个打点,说明相邻的计数点时间间隔:T=01s,根据逐差法有:a=(x56-x23)/3T2=(0.1423-0.0670)/(3×0.12)2.51m/s2

2)要测量动摩擦因数,由μmgcosθ=ma,可知要求μ,需要知道加速度与夹角余弦值,纸带数据可算出加速度大小,再根据斜面高度h和底边长度x,结合三角知识,即可求解,故ABC错误,D正确.

3)以滑块为研究对象,根据牛顿第二定律有:mgsinθ-μmgcosθ=ma

解得:μ=(gsinθ-a)/gcosθ=(gh-aL)/gx

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