| 研究摩擦力或滑动摩擦因数的实验 题目答案及解析

稿件来源:高途

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必修1

第三章 相互作用

3.3 摩擦力

研究摩擦力或滑动摩擦因数的实验

某同学利用如图甲所示的装置测量木块的加速度。首先将木板倾斜固定在水平面上,木板抬起一定的角度,打点计时器固定在木板底端,将纸带一端固定在木块上,另一端穿过打点计时器。接通电源,给木块一沿木板向上的初速度,在木块运动到最高处前打出的纸带如图乙,测得相邻两计数点之间的距离分别为$x_{1}=14.51\;\rm cm$$x_{2}=11.50\;\rm cm$$x_{3}=8.51\;\rm cm$$x_{4}=5.59\;\rm cm$,已知纸带上相邻两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器使用交流电的频率为$f=50\;\rm Hz$

通过数据可得木块的加速度大小$a=$                 $\;\rm m/s^{2}$(保留两位有效数字)

[["$3.0$"]]

纸带上相邻两个计数点间还有四个点未画出,可知$T=5 \times \dfrac{1}{f}=0.1\;\rm s$

根据逐差法$\Delta x=aT^{2}$,求得加速度为$a=\dfrac{(x_{1}+x_{2})-(x_{3}+x_{4})}{4T^{2}}=3.0\;\rm \text{m/s}^{\text{2}}$

若该同学想继续测量木块与木板间动摩擦因数,则仍需测量下列哪些物理量$(\quad\ \ \ \ )$。(多选,填正确答案前的标号)

["

木块的质量$m$

","

木板抬起的倾角$\\theta$

","

木块上升的高度$h$

","

当地重力加速度$g$

"]
[["BD"]]

根据牛顿第二定律有$mg\sin \theta+\mu mg\cos \theta=ma$

解得$\mu=\dfrac{a-g\sin\theta}{g\cos\theta}$

可知需测量木板抬起的倾角和当地重力加速度。

故选:$\rm BD$

该同学将图乙中的$4$段纸带剪开贴到坐标纸上,如图丙,发现这些纸带的左上顶点在一条倾斜直线上,说明此物体做                 直线运动。若图丙中直线斜率为$k$(其中$k=\dfrac{\Delta y}{\Delta x}$$k$无单位),纸带宽为$d$,则用该方法得到的加速度$a=$                 。(用$k$$d$表示)

[["匀减速","$100kd$"]]

纸带剪接后,水平方向每条宽度相同,正好与时间对应,竖直长度为相邻相等时间内的位移,由$\Delta x^\prime=aT^{2}$可得纸带长度差相等,变化规律恰好与匀变速直线运动一样,可看出速度均匀减小,该物体做匀减速直线运动,由$\Delta x^\prime=kd$

联立可得$a=\dfrac{kd}{T^{2}}=100kd$

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