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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.实验装置如图所示,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,

物理试题 02-29
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.实验装置如图所示,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50 Hz.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个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.可以测出1~6每个点的瞬时速度,画出v-t图象,进而得到a,其中3号点的瞬时速度的大小v3=________ m/s2(保留三位有效数字).
(2)也可以去除一个数据,利用逐差法处理数据,如果去除的是2.88cm这一数据,计算出滑块的加速度a=________ m/s2(保留三位有效数字).
(3)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,完全选对才得分):还需要使用的仪器是________。
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.利用秒表测量滑块运动的时间t
(4)滑块与木板间的动摩擦因数μ=________(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).
答案:
0.264m/s   0.496 m/s²  CD  天平偏大

【解析】
【详解】
(1) 3号点的瞬时速度的大小
(2)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:T=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:
根据逐差法有:
(3) 根据牛顿第二定律有:m3g-m2gμ=(m3+m2)a,故解得:

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.
【点睛】
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,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
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