(2012•武汉模拟)某同学设计了如图所示的装置,利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来测定滑块和

(2012•武汉模拟)某同学设计了如图所示的装置,利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ.滑块和托盘上分别放有若干砝码,滑块质量为M.滑块上砝码总质量为m′,托盘和盘中砝码的总质量为m.实验中,滑块在水平轨道上从A到B做初速度为零的匀加速直线运动,重力加速度为g.
(1)根据牛顿运动定律得到滑块加速度a与m的关系为:
a=
(1+μ)g
m+m′+M
m-μg
a=
(1+μ)g
m+m′+M
m-μg

(2)他想通过多次改变m,测出相应的a值,并利用上式来计算μ.若要求a是m的一次函数,必须使上式中的______保持不变,实验中应将从托盘中取出的砝码置于______.
红狼王子 1年前 已收到1个回答 举报

出幽迁乔 幼苗

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解题思路:(1)先对托盘和盘中砝码受力分析,受重力和拉力,根据牛顿第二定律列式;再对滑块和滑块上砝码整体受力分析,受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律再次列式;最后联立求解得到a与m的关系式;
(2)根据上问中的函数表达式进行分析即可.

(1)先对托盘和盘中砝码受力分析,受重力和拉力,根据牛顿第二定律,有:
mg-T=ma①
再对滑块和滑块上砝码整体受力分析,受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律,有:
T-(M+m′)g=(M+m′)a②
联立①②解得:
a=
mg−μ(m′+M)g
m+m′+M=
(1+μ)g
m+m′+Mm-μg ③
(2)若要求a是m的一次函数,必须使上式中的
(1+μ)g
m+m′+M一定,即m′+m保持不变即可;
故可以将从托盘中取出的砝码置于滑块上;
故答案为:(1)a=
(1+μ)g
m+m′+Mm-μg;(2)m′+m,滑块上.

点评:
本题考点: 探究影响摩擦力的大小的因素.

考点点评: 本题根据先根据牛顿第二定律并结合隔离法求解出加速度的表达式,然后再进行分析讨论,不难.

1年前

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