精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
为了测定滑块与桌面之间的动摩擦因数,某同学设计了如图所示的实验装置.其中,a是质量为m的滑块(可视为质点),b是可以固定于桌面的滑槽(滑槽末端与桌面相切).第一次实验时,将滑槽固定于水平桌面的右端,滑槽的末端与桌面的右端M对齐,让滑块a从滑槽上最高点由静止释放滑下,落在水平地面上的P点;第二次实验时,将滑槽固定于水平桌面的左端,测出滑槽的末端N与桌面的右端M的距离为L,让滑块a再次从滑槽上最高点由静止释放滑下,落在水平地面上的P′点.已知当地重力加速度为g,不计空气阻力.
精英家教网
(1)实验还需要测量的物理量(用文字和字母示):
 

(2)写出滑块a与桌面间的动摩擦因数的表达式是(用测得的物理量的字母表示):μ=
 
分析:(1)利用平抛运动的规律测出滑块从桌面边缘飞出的速度大小,因此需要测量两次滑块平抛的水平方向位移和桌面高度.
(2)从N到M过程中利用动能定理或者运动学公式即可求出动摩擦因数的表达式.
解答:解:(1)该实验实验原理为:测出滑块在N点M点速度大小,然后根据动能定理或者运动学公式列方程,进一步测出滑块与桌面间的动摩擦因数,因此需要测量N、M两点速度的大小,N点速度即为滑块滑到滑槽底端的速度,可以通过第一次实验测得,根据平抛规律,测量出MO的高度h以及OP距离x1即可,M点速度通过第二次实验测得,只需测量出OP′距离x2即可.
故答案为:MO的高度h,OP距离x1,OP′距离x2
(2)设滑块滑到底端的速度为v0,通过第一次实验测量有:
h=
1
2
gt2
         ①
x1=v0t             ②
设滑块滑到M点速度为vM,通过第二次实验测量有:
x2=vMt    ③
从N到M过程中,根据功能关系有:
mgμL=
1
2
m
v
2
0
-
1
2
m
v
2
M
   ④
联立①②③④解得:μ=
x
2
1
-
x
2
2
4hL

故答案为:
x
2
1
-
x
2
2
4hL
点评:该实验有一定的创新性,其实很多复杂的实验其实验原理都是来自我们所学的基本规律,这点要在平时训练中去体会.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)如图1用螺旋测微器测定某一金属丝直径,测得的直径为
 
mm;用20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度,测得的长度为
 
cm.
(2)像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置.当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用图乙所示装置设计一个“验证物体产生的加速度与合外力、质量关系”的实验,图中NQ是水平桌面,PQ是一端带有滑轮的长木板,1、2、是固定在木板上的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出).小车上固定着用于挡光的窄片,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片的挡光时间.
精英家教网
①用游标卡尺测量小滑块的宽度d=0.50cm(L≥d),光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=2.50×10-2s、t2=1.25×10-2s.则滑块通过光电门1的速度为
 
m/s
②用米尺测量光电门间距为L,则小车的加速度表达式a=
 
(各量均用①②里的字母表示).
③该实验为了把砂和砂桶m拉车的力当作小车的合力必须平衡摩擦力,方法是
 

④该实验中,让小车质量M不变时,探究a与F 关系,使用的探究方法是
 
.有位同学通过测量,作出a-F图线,如图丙中的实线所示.试分析:
图线不通过坐标原点的原因是
 
;图线上部弯曲的原因是
 

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(2)某学校的学生为了测定物块与桌面之间的动摩擦因数,想出了很多方法.
①其中甲同学采用了如图4所示的装置进行实验,他使物块在重物的牵引下开始运动,当重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上.实验中甲同学用打点计时器记录了物块的运动,图5为他截取的一段纸带,记录了物块做匀减速运动过程的信息,1、2、3、4、5是他选取的计数点,相邻两个计数点之间还有四个点未画出.已知打点计时器电源的频率为50Hz.
根据纸带可求出物块做减速运动过程中的加速度大小a=
 
m/s2(保留两位有效数字).
若当地的重力加速度大小为9.8m/s2,则物块与桌面的动摩擦因数μ1=
 
(保留两位有效数字),该测量结果比动摩擦因数的真实值
 
(填“偏大”或“偏小”).
②乙同学采用了如图6所示的另一套装置进行实验,使物块A位于水平桌面的O点时,重物B刚好接触地面.将A拉到P点,待B稳定后由静止释放,A最终滑到Q点.分别测量OP、OQ的长度h和s.改变h,重复以上的操作,分别测出以下几组实验数据.
1 2 3 4 5 6
h/cm 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0
s/cm 9.5 12.5 28.5 39.0 48.0 56.5
精英家教网
乙同学在图7中已标出第1、2、3、5、6组数据对应的坐标点,请你在图中标出第4组数据对应的坐标点,并画出s-h关系图线.
实验中测得A、B的质量之比mA:mB=4:5,则根据s-h图线计算出物块A与桌面间的动摩擦因数μ2=
 

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(2011?自贡模拟)(1)与打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图(1)甲所示,a、b分别是光电门的光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过肘,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用图(1)乙所示装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数,图中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出).在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤.让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10-2s和2.0×10-2s.用游标卡尺测量小滑块的宽度d,卡尺示数如图(1)丙所示.
①读出滑块的宽度d=
5.015
5.015
cm
②滑块通过光电门1的速度V1=
1.0
1.0
m/s,滑块通过光电门2的速度V2=
2.5
2.5
m/s(结果保留两位有效数字).
③若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速度为g,为完成实验,除了测出V1V2和两个光电门之间的距离L外,还需测量的物理量是
P点到桌面高度h,重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a,斜面的长度s
P点到桌面高度h,重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a,斜面的长度s
写明代表物理量的字母)
④动摩擦因数的表达式u=
h
a
-
(v2-v12)s
2Lga
h
a
-
(v2-v12)s
2Lga

(2)某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻.实验室中有如下器材:
A、待测干电池
B、电流表G((0-3mA,内电阻r1=20Ω)
C、电流表A(0-0.6A,内电阻r2=0.2Ω)     
D、滑动变阻器甲(最大阻值10Ω)
E、滑动变阻器乙(最大阻值100Ω)       
F、定值电阻值=100Ω
G、定值电組R2=5OOΩ                       
H、定值电阻R3=1.5kΩ
以及导线和开关.
由于没有电压表,为此他设计了图2

所示的电路完成了实验要求的测量.
①为了方便并能较准裤地测暈,滑动变阻器应选
D
D
定值电阻应选
G
G
.(填写各器材前的序号)
②若某次测量中电流表G的示数为I1,电流表A的示数为I2改变滑动变阻器滑片的位置后,电流表G的示数为I1,电流表A的示数为I2.则可知此电源的内阻r=
(I1-I1)(R2+r1)
I1+I2-I1-I2
(I1-I1)(R2+r1)
I1+I2-I1-I2
,电动势E=
(I1′I2-I1I2′)(R2+r1)
I1+I2-I1-I2
(I1′I2-I1I2′)(R2+r1)
I1+I2-I1-I2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(2)某学校的学生为了测定物块与桌面之间的动摩擦因数,想出了很多方法。

①其中甲同学采用了如图4所示的装置进行实验,他使物块在重物的牵引下开始运动,当重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上。实验中甲同学用打点计时器记录了物块的运动,图5为他截取的一段纸带,记录了物块做匀减速运动过程的信息,1、2、3、4、5是他选取的计数点,相邻两个计数点之间还有四个点未画出。已知打点计时器电源的频率为50Hz。

根据纸带可求出物块做减速运动过程中的加速度大小a=_____m/s2(保留两位有效数字)。

若当地的重力加速度大小为9.8m/s2,则物块与桌面的动摩擦因数μ1=_____(保留两位有效数字),该测量结果比动摩擦因数的真实值_____(填“偏大”或“偏小”)。

乙同学采用了如图6所示的另一套装置进行实验,使物块A位于水平桌面的O点时,重物B刚好接触地面。将A拉到P点,待B稳定后由静止释放,A最终滑到Q点。分别测量OPOQ的长度hs。改变h,重复以上的操作,分别测出以下几组实验数据。

1

2

3

4

5

6

h/cm

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

s/cm

9.5

12.5

28.5

39.0

48.0

56.5

     

乙同学在图7中已标出第1、2、3、5、6组数据对应的坐标点,请你在图中标出第4组数据对应的坐标点,并画出s-h关系图线。

实验中测得AB的质量之比mA:mB=4:5,则根据s-h图线计算出物块A与桌面间的动摩擦因数μ2=___________。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

 
(2)某学校的学生为了测定物块与桌面之间的动摩擦因数,想出了很多方法。

①其中甲同学采用了如图4所示的装置进行实验,他使物块在重物的牵引下开始运动,当重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上。实验中甲同学用打点计时器记录了物块的运动,图5为他截取的一段纸带,记录了物块做匀减速运动过程的信息,1、2、3、4、5是他选取的计数点,相邻两个计数点之间还有四个点未画出。已知打点计时器电源的频率为50Hz。

根据纸带可求出物块做减速运动过程中的加速度大小a=_____m/s2(保留两位有效数字)。

若当地的重力加速度大小为9.8m/s2,则物块与桌面的动摩擦因数μ1=_____(保留两位有效数字),该测量结果比动摩擦因数的真实值_____(填“偏大”或“偏小”)。

图 5

②乙同学采用了如图6所示的另一套装置进行实验,使物块A位于水平桌面的O点时,重物B刚好接触地面。将A拉到P点,待B稳定后由静止释放,A最终滑到Q点。分别测量OPOQ的长度hs。改变h,重复以上的操作,分别测出以下几组实验数据。

1

2

3

4

5

6

h/cm

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

s/cm

9.5

12.5

28.5

39.0

48.0

56.5

          

乙同学在图7中已标出第1、2、3、5、6组数据对应的坐标点,请你在图中标出第4组数据对应的坐标点,并画出s-h关系图线。

实验中测得AB的质量之比mA:mB=4:5,则根据s-h图线计算出物块A与桌面间的动摩擦因数μ2=___________。

查看答案和解析>>

同步练习册答案