【題目】測量滑塊與水平桌面之間的動摩擦因數(shù)的實驗裝置如圖所示。實驗步驟如下:

①用游標卡尺測量擋光條的寬度L;用米尺測量O點到光電門A之間的距離d;

②調(diào)整輕滑輪,使細線水平;

③讓滑塊上的擋光條在桌面上O點的正上方并在砝碼盤中加上一定的砝碼,然后從O點由靜止釋放滑塊,讀出力傳感器的讀數(shù)F和數(shù)字毫秒計上顯示的擋光條經(jīng)過光電門的時間Δt;

④根據(jù)擋光條的寬度L、O點到光電門A之間的距離d、擋光條經(jīng)過光電門的時間Δt,求出滑塊運動時的加速度a

⑤多次重復步驟③④,得到多組力的數(shù)據(jù)F與對應的滑塊加速度a;

⑥根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)作出aF圖象,計算滑塊與水平桌面之間的動摩擦因數(shù)μ。

測量次數(shù)

1

2

3

4

5

力傳感器讀數(shù)FN

032

043

051

058

066

測量計算的加速度am/s2

059

120

151

189

231

請回答下列問題:

1滑塊的加速度a可以用d、L、Δt表示,則a的表達式為________。

2在此實驗中________填“要求”或“不要求”砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于滑塊、擋光條以及力傳感器的總質(zhì)量。

3在實驗步驟⑤中,我們得到多組力的數(shù)據(jù)F與對應的滑塊加速度a的數(shù)據(jù)如下表所示,請在坐標紙中畫出aF圖象。

4根據(jù)圖象求出滑塊與水平桌面之間的動摩擦因數(shù)μ=________保留兩位有效數(shù)字。

【答案】1;2不要求;3如圖所示;4010。

【解析】

試題分析:1滑塊系統(tǒng)從O點開始做勻加速直線運動,擋光條通過光電門的速度為v=,由勻變速直線運動公式,2ad=v2,加速度的表達式為;2由于力傳感器可以精確測量滑塊系統(tǒng)所受的拉力,也就不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于滑塊、擋光條以及力傳感器的總質(zhì)量這一條件;3描點連成直線即可;4滑塊系統(tǒng)運動的動力學方程為F-μMg=Ma,得aF-μg,滑塊系統(tǒng)的質(zhì)量為圖象斜率的倒數(shù),可得M=020kg,圖線在F軸的截距F0=μMg,得到μ=010。

練習冊系列答案
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