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实验
I.某物理兴趣小组在一次探究活动中,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,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,右端装有定滑轮;木板上有一滑块,其左端与穿过电磁打点计时器的纸带相连,右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,滑块开始做匀加速直线运动,在
纸带上打出一系列点.
(1)图2给出的是实验中获取纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),用刻度尺测量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)请回答下列两个问题:
①为了测量滑块与木板之间的动摩擦因数,还需测量的物理量是______(填写字母代号)
A.木板的长度L            B.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.滑块的运动时间t
②欲测量①中所选定的物理量,所需要的实验器材是______.
(3)实验时,用托盘和砝码的总重力来代替细绳对滑块的拉力,则滑块与木板间的动摩擦因数μ=______ (用L、g、a、
m1、m2、m3、t中所需要的字母表示).与真实值相比,测量的动摩擦因数______ (填“偏大”或“偏小”).
II.在“互成角度的两个力的合成”实验中,如图3所示,用AB两弹簧秤拉橡皮条结点O,使其位于E处,此时α+β=90°,然后保持A的读数不变,当α角由图3中所示的值逐渐减小时,要使结点仍在E处,可采取的办法是______
A.增大B的读数,减小β角
B.减小B的读数,减小β角
C.减小B的读数,增大β角
D.增大B的读数,增大β角.

【答案】分析:I、(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.
II、要使结点不变,应保证合力大小、方向不变,保持A的读数不变,即要求一个分力大小不变,故可以根据平行四边形定则作图分析得出结果.
解答:解:Ⅰ.(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,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:
=0.497m/s2
故答案为:0.497m/s2
(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=m2a,故解得:
μ=
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:,偏大.
II.该题本质上考查了物体的动态平衡,由题意可知:保持D点位置不动,即合力大小方向不变,弹簧测力计A的读数不变,因此根据要求作出力的平行四边形定则,画出受力分析图如下:

所以由图可知α角逐渐变小时,B的示数减小,同时β角减小,故ACD错误,B正确.
故选B.
点评:I、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.
II、明确矢量合成的法则,熟练应用平行四边形定则解题;实验中的具体步骤要本着简单易行,便于操作,有利于减小误差进行,所有操作步骤的设计都是以实验原理和实验目的为中心展开.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

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I.某物理兴趣小组在一次探究活动中,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,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,右端装有定滑轮;木板上有一滑块,其左端与穿过电磁打点计时器的纸带相连,右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,滑块开始做匀加速直线运动,在
纸带上打出一系列点.
(1)图2给出的是实验中获取纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),用刻度尺测量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=
0.497m/s2
0.497m/s2
(保留三位有效数字).
(2)请回答下列两个问题:
①为了测量滑块与木板之间的动摩擦因数,还需测量的物理量是
CD
CD
(填写字母代号)
A.木板的长度L            B.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.滑块的运动时间t
②欲测量①中所选定的物理量,所需要的实验器材是
天平
天平

(3)实验时,用托盘和砝码的总重力来代替细绳对滑块的拉力,则滑块与木板间的动摩擦因数μ=
m3g-m2a
m2g
m3g-m2a
m2g
 (用L、g、a、
m1、m2、m3、t中所需要的字母表示).与真实值相比,测量的动摩擦因数
偏大
偏大
 (填“偏大”或“偏小”).
II.在“互成角度的两个力的合成”实验中,如图3所示,用AB两弹簧秤拉橡皮条结点O,使其位于E处,此时α+β=90°,然后保持A的读数不变,当α角由图3中所示的值逐渐减小时,要使结点仍在E处,可采取的办法是
B
B

A.增大B的读数,减小β角
B.减小B的读数,减小β角
C.减小B的读数,增大β角
D.增大B的读数,增大β角.

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(1)上图给出的是实验中获取纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),用刻度尺测量出计数点间的距离如图所示.根据图中数据计算的加速度=          (保留三位有效数字).
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① 为了测量滑块与木板之间的动摩擦因数,还需测量的物理量是          (填写字母代号)
A.木板的长度
B.木板的质量
C.滑块的质量 
D.托盘和砝码的总质量
E.滑块的运动时间t
② 欲测量①中所选定的物理量,所需要的实验器材是               
(3)实验时,用托盘和砝码的总重力来代替细绳对滑块的拉力,则滑块与木板间的动摩擦因数                    (用Lgat中所需要的字母表示).与真实值相比,测量的动摩擦因数              (填“偏大”或“偏小”).
Ⅱ.(6分)在“互成角度的两个力的合成”实验中,如图所示,用AB两弹簧秤拉橡皮条结点O,使其位于E处,此时+=90°,然后保持A的读数不变,当角由图中所示的值逐渐减小时,要使结点仍在E处,可采取的办法是       

A.增大B的读数,减小
B.减小B的读数,减小
C.减小B的读数,增大
D.增大B的读数,增大

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(1)上图给出的是实验中获取纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),用刻度尺测量出计数点间的距离如图所示.根据图中数据计算的加速度=          (保留三位有效数字).

(2)请回答下列两个问题:

① 为了测量滑块与木板之间的动摩擦因数,还需测量的物理量是          (填写字母代号)

A.木板的长度

B.木板的质量

C.滑块的质量 

D.托盘和砝码的总质量

E.滑块的运动时间t

② 欲测量①中所选定的物理量,所需要的实验器材是               

(3)实验时,用托盘和砝码的总重力来代替细绳对滑块的拉力,则滑块与木板间的动摩擦因数                    (用Lgat中所需要的字母表示).与真实值相比,测量的动摩擦因数              (填“偏大”或“偏小”).

Ⅱ.(6分)在“互成角度的两个力的合成”实验中,如图所示,用AB两弹簧秤拉橡皮条结点O,使其位于E处,此时+=90°,然后保持A的读数不变,当角由图中所示的值逐渐减小时,要使结点仍在E处,可采取的办法是       

A.增大B的读数,减小

B.减小B的读数,减小

C.减小B的读数,增大

D.增大B的读数,增大

 

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

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纸带上打出一系列点.
(1)图2给出的是实验中获取纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),用刻度尺测量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)请回答下列两个问题:
①为了测量滑块与木板之间的动摩擦因数,还需测量的物理量是______(填写字母代号)
A.木板的长度L      B.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.滑块的运动时间t
②欲测量①中所选定的物理量,所需要的实验器材是______.
(3)实验时,用托盘和砝码的总重力来代替细绳对滑块的拉力,则滑块与木板间的动摩擦因数μ=______ (用L、g、a、
m1、m2、m3、t中所需要的字母表示).与真实值相比,测量的动摩擦因数______ (填“偏大”或“偏小”).
II.在“互成角度的两个力的合成”实验中,如图3所示,用AB两弹簧秤拉橡皮条结点O,使其位于E处,此时α+β=90°,然后保持A的读数不变,当α角由图3中所示的值逐渐减小时,要使结点仍在E处,可采取的办法是______
A.增大B的读数,减小β角
B.减小B的读数,减小β角
C.减小B的读数,增大β角
D.增大B的读数,增大β角.

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