(2008•宁夏)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

(2008•宁夏)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50Hz.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lB.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μ=
m3g−(m2+m3)a
m2g
m3g−(m2+m3)a
m2g
(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”).
shiln 1年前 已收到1个回答 举报

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解题思路:(1)纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论△x=aT2,可计算出打出某点时纸带运动加速度;
(2)根据牛顿第二定律,写出滑动摩擦因数的表达式,即可知道需要测量的物理量;
(3)对木块受力分析,根据牛顿第二定律列方程,可求出滑动摩擦因数的表达式,由于木块滑动过程中受到空气阻力,因此会导致测量的动摩擦因数偏大.

(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为0.1s.
将第一段位移舍掉,设1、2两计数点之间的距离为x1,则第6、7之间的距离为x6,利用匀变速直线运动的推论△x=at2,即逐差法可以求物体的加速度大小:
a=
a1+a2+a3
3=
(x4+x5+x6)−(x3+x2+x1)
9T2,将数据带入得:a=0.496m/s2
由于取舍的位移不一样,因此在答案在:0.495~0.497m/s2 范围内.
(2)①设托盘和砝码质量为m3,滑块的质量m2 ,摩擦因数为μ,则摩擦力为f=m2
根据牛顿第二定律有:m3g-m2gμ=(m3+m2)a,由此可知出根据逐差法求出的加速度之外,还需要测量托盘和砝码质量为m3,滑块的质量m2 ,故ABE错误,CD正确.
故选CD.
②根据①问分析可知在测量质量的时候需要用到的仪器是天平.
故答案为:天平.
(3)根据牛顿第二定律有:m3g-m2gμ=(m3+m2)a,故解得:
μ=
m3g−(m2+m3)a
m2g.
由于根据牛顿第二定律列方程的过程中,即考虑了木块和木板之间的摩擦,没有考虑细线和滑轮以及空气阻力等,故导致摩擦因数的测量会偏大.
故答案为:
m3g−(m2+m3)a
m2g,偏大.

点评:
本题考点: 探究影响摩擦力的大小的因素.

考点点评: 能够从物理情境中运用物理规律找出所要求解的物理量间的关系,表示出需要测量的物理量,运用仪器进行测量,正确的进行有关误差分析.

1年前

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