(8分)有兩個(gè)物理興趣小組在一次探究活動(dòng)中,想測量滑塊和長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。

⑴第一小組:利用平衡條件來測量動(dòng)摩擦因數(shù)。

該小組同學(xué)設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案:

方案A:長木板固定,用彈簧秤拉動(dòng)木塊,如圖甲所示;

方案B:木塊通過彈簧秤連接到墻壁,用手拉動(dòng)木板,如圖乙所示。

①上述兩種方案中,你認(rèn)為更合理的方案是           (填“A”或“B”),原因是               ;

②該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測量的物理量是                   ,滑塊和長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=         。

⑵第二小組:利用牛頓第二定律來測量動(dòng)摩擦因數(shù)。

實(shí)驗(yàn)裝置如圖丙所示,一端裝有定滑輪的、表面粗糙的長木板固定在水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,長木板上有一滑塊,滑塊右側(cè)固定一輕小動(dòng)滑輪,鉤碼和彈簧測力計(jì)通過繞在滑輪上的水平輕繩相連,放開鉤碼,滑塊在長木板上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊加速運(yùn)動(dòng),讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)F ′,處理紙帶,得到滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a;改變鉤碼個(gè)數(shù),重復(fù)實(shí)驗(yàn);以彈簧測力計(jì)的示數(shù)F ′為縱軸,加速度a為橫軸,得到的圖象是縱軸截距大小等于b的一條傾斜直線,如圖丁所示。已知滑塊和輕小動(dòng)滑輪的總質(zhì)量為m,重力加速度為g,忽略滑輪與輕繩之間的摩擦。則滑塊和長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=        

 

【答案】

⑴①B,因?yàn)樵诜桨窤中,木塊要在長木板上勻速運(yùn)動(dòng),而在方案B中,對(duì)木塊的運(yùn)動(dòng)無限制,且彈簧秤是靜止的,便于讀數(shù);②木塊的重力G、彈簧秤的示數(shù)F,;⑵。

【解析】

試題分析:⑴①在兩種方案中,滑塊與木板之間的摩擦為滑動(dòng)摩擦力,依據(jù)的實(shí)驗(yàn)原理肯定是滑動(dòng)摩擦定律,因此為達(dá)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹獪y出動(dòng)摩擦因數(shù),需知道滑動(dòng)摩擦力和正壓力的大小,因此在方案A中,滑塊要在長木板上勻速運(yùn)動(dòng),彈簧秤的讀數(shù)才等于滑塊與木板間的滑動(dòng)摩擦力大小,而在方案B中,無論木板如何運(yùn)動(dòng),對(duì)滑塊都存在彈簧秤的拉力和滑動(dòng)摩擦力相平衡,且在方案B中,彈簧秤是靜止的,便于讀數(shù),故更合理的方案是B;

②由①中分析可知,實(shí)驗(yàn)中需測量的物理量為木塊的重力G、彈簧秤的示數(shù)F,根據(jù)滑動(dòng)摩擦定律可知,滑塊和長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=;

⑵對(duì)滑塊和輕小動(dòng)滑輪,根據(jù)牛頓第二定律有:2F ′-μmg=ma,即F ′=,對(duì)照F ′-a圖象可知,=b,解得:μ=。

考點(diǎn):本題主要考查了力學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)問題,涉及到實(shí)驗(yàn)原理的理解、誤差的分析、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、數(shù)據(jù)處理等知識(shí),屬于中檔題。

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

某同學(xué)利用如1圖所示的裝置探究力的平行四邊形定則:豎直放置鋪有白紙的木板上固定有兩個(gè)輕質(zhì)小滑輪,細(xì)線AB和OC連接于.點(diǎn),細(xì)線AB繞過兩滑輪,D、E是細(xì)線與滑輪的兩個(gè)接觸點(diǎn).在細(xì)線末端A、B、C三處分別掛有不同數(shù)量的相同鉤碼,設(shè)所掛鉤碼數(shù)分別用Nl、N2、N3表示.掛上適當(dāng)數(shù)量的鉤碼,當(dāng)系統(tǒng)平衡時(shí)進(jìn)行相關(guān)記錄.改變所掛鉤碼的數(shù)量,重復(fù)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn).
(1)下列能滿足系統(tǒng)平衡的N1、N2、N3的取值可能為:
(A)N1=N2=3,N3=4(B)N1=N2=3,N3=6
(C) N1=N2=N3=3(D)N1=3、N2=4、N3=8
(2)下列關(guān)于本實(shí)驗(yàn)操作的描述,正確的有:
(A)需要利用天平測出鉤碼的質(zhì)量
(B)∠EOD不宜過大
(C)兩滑輪的軸心不必處于同一條水平線上
(D)每次實(shí)驗(yàn)都應(yīng)使細(xì)線的結(jié)點(diǎn)D處于同一位置
(3)每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,需要記錄的項(xiàng)目有N1、N2、N3的數(shù)值和
OC、OD和OE三段細(xì)線的方向
OC、OD和OE三段細(xì)線的方向

(4)該同學(xué)利用某次實(shí)驗(yàn)結(jié)果在白紙上繪制了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理圖,則根據(jù)你對(duì)本實(shí)驗(yàn)的理解,拉力FOD和FOE的合力的測量值應(yīng)是圖2中的
F
F
(選填“F”或“F′”).

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

某同學(xué)利用如1圖所示的裝置探究力的平行四邊形定則:豎直放置鋪有白紙的木板上固定有兩個(gè)輕質(zhì)小滑輪,細(xì)線AB和OC連接于.點(diǎn),細(xì)線AB繞過兩滑輪,D、E是細(xì)線與滑輪的兩個(gè)接觸點(diǎn).在細(xì)線末端A、B、C三處分別掛有不同數(shù)量的相同鉤碼,設(shè)所掛鉤碼數(shù)分別用Nl、N2、N3表示.掛上適當(dāng)數(shù)量的鉤碼,當(dāng)系統(tǒng)平衡時(shí)進(jìn)行相關(guān)記錄.改變所掛鉤碼的數(shù)量,重復(fù)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn).
(1)下列能滿足系統(tǒng)平衡的N1、N2、N3的取值可能為:
(A)N1=N2=3,N3=4(B)N1=N2=3,N3=6
(C) N1=N2=N3=3(D)N1=3、N2=4、N3=8
(2)下列關(guān)于本實(shí)驗(yàn)操作的描述,正確的有:
(A)需要利用天平測出鉤碼的質(zhì)量
(B)∠EOD不宜過大
(C)兩滑輪的軸心不必處于同一條水平線上
(D)每次實(shí)驗(yàn)都應(yīng)使細(xì)線的結(jié)點(diǎn)D處于同一位置
(3)每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,需要記錄的項(xiàng)目有N1、N2、N3的數(shù)值和______:
(4)該同學(xué)利用某次實(shí)驗(yàn)結(jié)果在白紙上繪制了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理圖,則根據(jù)你對(duì)本實(shí)驗(yàn)的理解,拉力FOD和FOE的合力的測量值應(yīng)是圖2中的______(選填“F”或“F′”).

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科目:高中物理 來源: 題型:

某同學(xué)利用如題10-l圖所示的裝置探究力的平行四邊形定則:豎直放置鋪有白紙的木板上固定有兩個(gè)輕質(zhì)小滑輪,細(xì)線AB和OC連接于。點(diǎn),細(xì)線AB繞過兩滑輪,D、E是細(xì)線與滑輪的兩個(gè)接觸點(diǎn)。在細(xì)線末端A、B、C三處分別掛有不同數(shù)量的相同鉤碼,設(shè)所掛鉤碼數(shù)分別用Nl、N2、N3表示.掛上適當(dāng)數(shù)量的鉤碼,當(dāng)系統(tǒng)平衡時(shí)進(jìn)行相關(guān)記錄.改變所掛鉤碼的數(shù)量,重復(fù)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn).

(1)下列能滿足系統(tǒng)平衡的Nl、N2、N3的取值可能為:

(A)N1=N2=3,N3=4      (B)N1=N2=3,N3=6

(C) N1=N2=N3=3          (D)N1=3,N2=4,N3=8

(2)下列關(guān)于本實(shí)驗(yàn)操作的描述,正確的有:

(A)需要利用天平測出鉤碼的質(zhì)量

(B)∠ EOD不宜過大

(C)兩滑輪的軸心不必處于同一條水平線上

(D)每次實(shí)驗(yàn)都應(yīng)使細(xì)線的結(jié)點(diǎn)D處于同一位置

(3)每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,需要記錄的項(xiàng)目有Nl、N2、N3的數(shù)值和_____▲______:

(4)該同學(xué)利用某次實(shí)驗(yàn)結(jié)果在白紙上繪制了如題l0-2圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理圖,則根據(jù)你對(duì)本實(shí)驗(yàn)的理解,拉力FOD和FOE的合力的測量值應(yīng)是圖中的____▲_____(選填“F”或“F′”);

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科目:高中物理 來源: 題型:

某同學(xué)利用如題10-l圖所示的裝置探究力的平行四邊形定則:豎直放置鋪有白紙的木板上固定有兩個(gè)輕質(zhì)小滑輪,細(xì)線AB和OC連接于。點(diǎn),細(xì)線AB繞過兩滑輪,D、E是細(xì)線與滑輪的兩個(gè)接觸點(diǎn)。在細(xì)線末端A、B、C三處分別掛有不同數(shù)量的相同鉤碼,設(shè)所掛鉤碼數(shù)分別用Nl、N2、N3表示.掛上適當(dāng)數(shù)量的鉤碼,當(dāng)系統(tǒng)平衡時(shí)進(jìn)行相關(guān)記錄.改變所掛鉤碼的數(shù)量,重復(fù)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn).

(1)下列能滿足系統(tǒng)平衡的Nl、N2、N3的取值可能為:

(A)N1=N2=3,N3=4      (B)N1=N2=3,N3=6

(C) N1=N2=N3=3          (D)N1=3,N2=4,N3=8

(2)下列關(guān)于本實(shí)驗(yàn)操作的描述,正確的有:

(A)需要利用天平測出鉤碼的質(zhì)量

(B)∠ EOD不宜過大

(C)兩滑輪的軸心不必處于同一條水平線上

(D)每次實(shí)驗(yàn)都應(yīng)使細(xì)線的結(jié)點(diǎn)D處于同一位置

(3)每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,需要記錄的項(xiàng)目有Nl、N2、N3的數(shù)值和__________:

(4)該同學(xué)利用某次實(shí)驗(yàn)結(jié)果在白紙上繪制了如題l0-2圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理圖,則根據(jù)你對(duì)本實(shí)驗(yàn)的理解,拉力FOD和FOE的合力的測量值應(yīng)是圖中的_________(選填“F”或“F′”);

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