問題詳情:
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.第一小組實驗裝置如圖1所示,打點計時器固定在斜面上.滑塊拖著穿過打點計時器的紙帶從斜面上加速滑下,如圖1,圖2是打出紙帶的一段(圖中單位為cm).
第二物理小組實驗裝置如圖3,一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,其一端與電磁打點計時器的紙帶相連,另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連線.打點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動,在紙帶上打出一系列小點
(1)第一小組 先利用紙帶測出滑塊的加速度a,已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz,選A、B、C…等7個點為計數點,各計數點間均有一個點沒有畫出,各計數點間距離如圖2所示,滑塊下滑的加速度
a= m/s2.(保留三位有效數字)
(2)除了加速度a,為測量動摩擦因數,第一小組還應測量下列物理量的 .(填入所選物理量前的字母)
A.木板的長度L B.木板的末端被墊起的高度h
C.木板的質量m1 D.滑塊的質量m2 E.滑塊運動的時間t
(3)除了加速度a,為測量動摩擦因數,第二小組還應測量下列物理量中的 .(填入所選物理量前的字母)
A、木板的長度l B、木板的質量m1
C、滑塊的質量m2 D、托盤和砝碼的總質量m3 E、滑塊運動的時間t
(4)第一小組滑塊與木板間的動摩擦因數μ= (用(2)問被測物理量的字母表示,重力加速度為g).
第二小組滑塊與木板間的動摩擦因數μ= (用(3)問被測物理量的字母表示,重力加速度為g).
(5)與真實值相比,測量的動摩擦因數第一小組應該比真實值 (填“偏大”或“偏小”).
與真實值相比,測量的動摩擦因數第二小組應該比真實值 (填“偏大”或“偏小”).
【回答】
解:(1)由△x=at2可知,加速度:a====3.0m/s2
(2)如圖1所示,由牛頓第二定律得:mgsinθ﹣μmgcosθ=ma,sinθ=,cosθ=,μ=﹣,要求出動摩擦因數,除測出加速度a外,還需要測出斜面的長度L與木板的末端被墊起的高度h,故選:AB.
(3)如圖3所示,對滑塊與托盤和砝碼組成的系統,由牛頓第二定律得:m3g﹣μm2g=(m2+m3)a,μ=﹣,要測出動摩擦因數μ,除了測出加速度a外,還需要測出滑塊的質量m2、托盤和砝碼的總質量m3,故選CD.
(4)由(2)可知,第一小組滑塊與木板間的動摩擦因數μ=﹣;由(3)可知,第二小組滑塊與木板間的動摩擦因數μ=﹣.
(5)由於沒有考慮紙帶與打點計時器間的摩擦力及空氣阻力等阻力,與真實值相比,測量的動摩擦因數第一小組應該比真實值偏大;與真實值相比,測量的動摩擦因數第二小組應該比真實值偏大.
故*為:(1)3.0;(2)AB;(3)CD;(4)﹣;﹣;(5)偏大;偏大.
知識點:牛頓第二定律
題型:實驗,探究題