8．物理小組在一次探究活動(dòng)中測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與穿過(guò)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端通過(guò)跨過(guò)定滑輪的細(xì)線與托盤連接．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz．開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)．圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點(diǎn)跡起，在紙帶上標(biāo)出連續(xù)的5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A，B，C，D，E，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)之間的距離如圖所示．請(qǐng)完成下列小題：

（1）根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算．（保留兩位有效數(shù)字）
①打C點(diǎn)時(shí)滑塊的速度大小為0.54m/s．
②滑塊的加速度a=1.0m/s2．
（2）為測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)測(cè)量的有CD．
A．木板的長(zhǎng)度L；        B．木板的質(zhì)量m1；
C．滑塊的質(zhì)量m2          D．托盤和砝碼的總質(zhì)量m3
E．滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t
（3）不計(jì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與紙帶間及細(xì)繩與滑輪間的阻力，則滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{{m}_{3}g-（{m}_{2}+{m}_{3}）a}{{m}_{2}g}$（用被測(cè)物理量的字母表示，重力加速度為g）．

分析 （1）利用逐差法△x=aT2可以求出物體的加速度大小，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度大小可以求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小；
（2）根據(jù)牛頓第二定律有=ma，由此可知需要測(cè)量的物理量．
（3）根據(jù)牛頓第二定律的表達(dá)式，可以求出摩擦系數(shù)的表達(dá)式．

解答 解：（1）電源頻率為50Hz，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔：t=0.02×5=0.1s，
AB=3.90cm=0.0390m，AC=8.79cm=0.0879m，AD=14.70cm=0.1470m，AE=21.60cm=0.2160m
C點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于BD的平均速度為：${v}_{C}=\frac{BD}{2T}=\frac{AD-AB}{2T}=\frac{0.1470-0.039}{2×0.1}$m/s=0.54m/s
由勻變速運(yùn)動(dòng)的推論△x=aT2可得加速度為：a=$\frac{CE-AC}{4{T}^{2}}=\frac{0.2160-0.0879-0.0879}{4×0．{1}^{2}}m/{s}^{2}$=1.0m/s2；
（2）以系統(tǒng)為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得：m3g-f=（m2+m3）a，
滑動(dòng)摩擦力為：f=m2gμ，
解得：μ=$\frac{{m}_{3}g-（{m}_{2}+{m}_{3}）a}{{m}_{2}g}$，要測(cè)動(dòng)摩擦因數(shù)μ，
需要測(cè)出：滑塊的質(zhì)量m2 與托盤和砝碼的總質(zhì)量m3，
故選：CD；
（3）由（2）可知，動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式為：μ=$\frac{{m}_{3}g-（{m}_{2}+{m}_{3}）a}{{m}_{2}g}$
故答案為：（1）①0.54，1.0；（2）CD；（3）$\frac{{m}_{3}g-（{m}_{2}+{m}_{3}）a}{{m}_{2}g}$

點(diǎn)評(píng) 解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，同時(shí)要熟練應(yīng)用所學(xué)基本規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

18．圖為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，實(shí)線為t=0時(shí)刻的波形圖，虛線為t=0.6s時(shí)的波形圖，波的周期T＞0.6s，則（　�。�
A．波的周期為2.4sB．經(jīng)過(guò)0.4s，P點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為0.4m
C．在t=0.5s時(shí)，Q點(diǎn)到達(dá)波峰位置D．在t=0.9s時(shí)，P點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

19．如圖所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)區(qū)域的上方有一水平放置的感光板MN，從磁場(chǎng)區(qū)域最左端Q垂直磁場(chǎng)射入大量的電荷量為q、質(zhì)量為m、速率為v的粒子，且速率滿足v=$\frac{qBR}{m}$，最后都打在了感光板上，不考慮粒子間的相互作用力和粒子的重力，關(guān)于這些粒子，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（　�。�
A．這些粒子都帶正電
B．對(duì)著圓心入射的粒子，其射出的方向的反向延長(zhǎng)線一定過(guò)圓心
C．只有對(duì)著圓心入射的粒子，射出后才垂直打在感光板MN上
D．沿不同方向入射的粒子射出后均可垂直打在感光板MN上

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

16．圖中是一個(gè)平行板電容器，其電容為C，帶電量為Q，上極板帶正電．現(xiàn)將一個(gè)試探電荷q由兩極板間的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，如圖所示．A、B兩點(diǎn)間的距離為s，連線AB與極板間的夾角為30°，則電場(chǎng)力對(duì)試探電荷q所做的功等于（　�。�
A．$\frac{qCs}{Qd}$B．$\frac{qQs}{Cd}$C．$\frac{qQs}{Cd}$D．$\frac{qCs}{2Qd}$

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

3．圖甲為測(cè)量物塊與水平桌面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①用天平測(cè)量物塊和遮光片的總質(zhì)量M，重物的質(zhì)量m，用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度d，用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T之間的距離s；
②調(diào)整輕滑輪，使細(xì)線水平；
③讓物塊從光電門A的左側(cè)由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計(jì)時(shí)器分別測(cè)出遮光片經(jīng)過(guò)光電門A和光電門B所用的時(shí)間△tA和△tB，求出加速度a；
④多次重復(fù)步驟③，求a的平均值$\overline{a}$；
⑤根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出動(dòng)摩擦因數(shù)μ．
回答下列問(wèn)題：
（1）測(cè)量d時(shí)，某次游標(biāo)卡尺（主尺的最小分度為1mm）的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為0.960 cm．
（2）物塊的加速度a可用d、s、△tA和△tB表示為a=$\frac{1}{2s}[（\fracg9fscdy{△{t}_{B}}）^{2}-（\fractlndqwb{△{t}_{A}}）^{2}]$．
（3）動(dòng)摩擦因數(shù)μ可用M、m、$\overline{a}$和重力加速度g表示為μ=$\frac{mg-（M+m）\overline{a}}{Mg}$．
（4）如果細(xì)線沒(méi)有調(diào)整到水平，由此引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差（填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

13．如圖所示，用均勻?qū)Ь�做成一個(gè)正方形線框，每邊長(zhǎng)為0.2cm，正方形的一半放在和線框垂直的向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)磁場(chǎng)的變化為每0.1s增加1T時(shí)，線框中磁通量的變化率為$2×1{0}_{\;}^{-5}$wb/s，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為$2×1{0}_{\;}^{-5}$V．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

20．某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)中用圖示裝置來(lái)驗(yàn)證牛頓第二定律，輕繩兩端系著質(zhì)量相等的物體A、B，物體B上放一金屬片C，鐵架臺(tái)上固定一金屬圓環(huán)，圓環(huán)處在物體B的正下方．系統(tǒng)靜止時(shí)，金屬片C與圓環(huán)間的高度差為h，由靜止釋放后，系統(tǒng)開始運(yùn)動(dòng)．當(dāng)物體B穿過(guò)圓環(huán)時(shí)，金屬片C被擱置在圓環(huán)上，兩光電門固定在鐵架臺(tái)P1、P2處，通過(guò)數(shù)字計(jì)時(shí)器可測(cè)出物體B通過(guò)P1、P2這段距離的時(shí)間．
（1）若測(cè)得P1、P2之間的距離為d，物體B通過(guò)這段距離的時(shí)間為t，則物體B剛穿過(guò)圓環(huán)后的速度v=$\fracx2bvajh{t}$；
（2）若物體A、B的質(zhì)量均用M表示，金屬片C的質(zhì)量用m表示，該實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證下面C（填正確選項(xiàng)的序號(hào)）等式成立，即可驗(yàn)證牛頓第二定律；
A．mg=M$\frac{{v}^{2}}{2h}$        B．mg=M$\frac{{v}^{2}}{h}$        C．mg=（2M+m） $\frac{{v}^{2}}{2h}$      D．mg=（M+m）$\frac{{v}^{2}}{2h}$
（3）本實(shí)驗(yàn)中的測(cè)量?jī)x器除了刻度尺、數(shù)字計(jì)時(shí)器外，還需要天平；
（4）若M＞＞m，改變金屬片C的質(zhì)量m，使物體B由同一高度落下穿過(guò)圓環(huán)，記錄各次的金屬片C的質(zhì)量m，以及物體B通過(guò)Pl、P2這段距離的時(shí)間t，以mg為橫軸，以$\frac{1}{{t}^{2}}$（填“t2”或“$\frac{1}{{t}^{2}}$”）為縱軸，通過(guò)描點(diǎn)作出的圖線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

17．質(zhì)量為6kg的小物塊置于傾角為30°的光滑斜面上，在一水平推力F的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)．如圖所示，已知斜面固定在水平面上，小物塊到斜面底端的距離為2.5m，g取10m/s2．求：
（1）推力F的大小為多少；
（2）撤去F后，小物塊滑到斜面底端時(shí)的速度大��？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

18．汽車在平直公路上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．途中用了4s時(shí)間經(jīng)過(guò)A、B兩根電桿，已知A、B間的距離為40m，車經(jīng)過(guò)B時(shí)的速度為12m/s，則（　�。�
A．經(jīng)過(guò)A桿時(shí)速度為5m/sB．車的加速度為1m/s2
C．車從出發(fā)到B桿所用時(shí)間為9sD．出發(fā)點(diǎn)到A桿的距離是32m

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同步練習(xí)冊(cè)答案