问题 问答题

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,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50Hz.开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列的点.

(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是计数点,每相邻两计数点间还有4个计时点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.根据图中数据计算的加速度a=______m/s2,计数点3的瞬时速度v3=______m/s.(结果保留三位有效数字).

(2)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)

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.滑块运动的时间t

(3)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).

答案

(1)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:T=0.1s,

根据逐差法有:a=

(x6+x5+x4)-(x3+x2+x1)
9T2
=0.496m/s2

根据匀变速直线运动规律知道3点的瞬时速度等于2点到4点的平均速度,有:

v3=

x24
2T
=
(2.40+2.88)cm
2×0.1s
=0.264m/s

故答案为:0.496,0.264. 

(2)要测量动摩擦因数,由f=μFN  可知要求μ,需要知道摩擦力和压力的大小,压力就是滑块的重力,所以需要知道滑块的质量,摩擦力要根据铁块的运动来求得,滑块做的是匀加速运动,拉滑块运动的是托盘和砝码,所以也要知道托盘和砝码的质量,故ABE错误,CD正确.

故选:CD. 

(3)以整个系统为研究对象,根据牛顿第二定律有:

m3g-f=(m2+m3)a   ①

f=m2gμ      ②

联立①②解得:μ=

m3g-(m2+m3)a
m2g

故答案为:

m3g-(m2+m3)a
m2g

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