16.某研究小組設(shè)計了一種“用一把尺子測定動摩擦因數(shù)”的實驗方案.如圖所示,A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽(滑槽末端與桌面相切),B是質(zhì)量為m的滑塊(可視為質(zhì)點).
第一次實驗,如圖(a)所示,將滑槽末端與桌面右端M對齊并固定,讓滑塊從滑槽最高點由靜止滑下,最終落在水平地面上的P點,測出滑槽最高點距離桌面的高度h、M距離地面的高度H、M與P間的水平距離x1;
第二次實驗,如圖(b)所示,將滑槽沿桌面向左移動一段距離并固定,讓滑塊B再次從滑槽最高點由靜止滑下,最終落在水平地面上的P′點,測出滑槽末端與桌面右端M的距離L、M與P′間的水平距離x2
(1)在第二次實驗中,滑塊在滑槽末端時的速度大小為${x}_{2}\sqrt{\frac{g}{2H}}$.(用實驗中所測物理量的符號表示,已知重力加速度為g).
(2)(多選)通過上述測量和進(jìn)一步的計算,可求出滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ,下列能引起實驗誤差的是BCD
A.h的測量  B.H的測量
C.L的測量  D.x2的測量
(3)若實驗中測得h=15cm、H=25cm、x1=30cm、L=10cm、x2=20cm,則滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5.

分析 (1)由平拋運動的知識求得速度的大。
(2)凡影響到速度大小的求解的量均會引起實驗誤差.
(3)先列出μ的表達(dá)式,代入數(shù)據(jù)計算即可

解答 接:(1)由平拋運動知:設(shè)滑塊在滑槽末端時的速度大小為v2,由水平方向的勻速直線運動x2=v2t,
由豎直方向的自由落體運動,有:H=$\frac{1}{2}$gt2,
解得:v2=${x}_{2}\sqrt{\frac{g}{2H}}$.
(2)同理滑塊第一次測在滑槽末端時的速度大小為:v1=x1$\sqrt{\frac{g}{2H}}$,
第二次在桌面右端M 點的速度大小為:v2=x2$\sqrt{\frac{g}{2H}}$,物體在水平桌面上運動,
由動能定理:-μmgL=$\frac{1}{2}$m${v}_{2}^{2}$-$\frac{1}{2}$mv${v}_{1}^{2}$
得:μ=$\frac{{x}_{1}^{2}{-x}_{2}^{2}}{4HL}$,
由表達(dá)式可知會引起誤差的是選項BCD.
(3)根據(jù)(2)可知摩擦因數(shù)為:μ=$\frac{{x}_{1}^{2}{-x}_{2}^{2}}{4HL}$ 
H=25cm=0.25m、x1=30cm=0.30m、L=10cm=0.10m、x2=20cm=0.20m
代入數(shù)據(jù)解得:μ=$\frac{{x}_{1}^{2}{-x}_{2}^{2}}{4HL}$=$\frac{0.{3}^{2}-0.{2}^{2}}{4×0.25×0.1}$=0.5
故答案為:(1)${x}_{2}\sqrt{\frac{g}{2H}}$;(2)BCD;(3)0.5

點評 該實驗有一定的創(chuàng)新性,其實很多復(fù)雜的實驗其實驗原理都是來自我們所學(xué)的基本規(guī)律,這點要在平時訓(xùn)練中去體

練習(xí)冊系列答案
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1.如圖所示,A、B 帶等量異種電荷,PQ 為 AB 連線的中垂線,R 為中垂線上的一點,M、N 分別為 AR、BR 的中點,則下列判斷中正確的是( 。
A.R 點電場強度方向沿 QR 方向B.M、N 兩點電勢相等
C.M、N 兩點電場強度相等D.N 點電勢高于無窮遠(yuǎn)處的電勢

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2.關(guān)于物體的相互作用,以下說法正確的是( 。
A.壓力和支持力都是彈力,方向總是垂直于接觸面
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D.桿對物體的彈力總是沿著桿,并指向桿收縮的方向

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A.質(zhì)子和α粒子打到感光板上時的速度之比為2:1
B.質(zhì)子和α粒子在電場中運動的時間相同
C.質(zhì)子和α粒子打到感光板上時的動能之比為1:2
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11.如圖所示,理想變壓器初級線圈接一正弦式交變電流,交變電流的電壓有效值恒定不變.則下列說法中正確的是( 。
A.只將S1從2撥向1時,電流表示數(shù)變小
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1.圖示電路中,變壓器為理想變壓器,a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端,R0為定值電阻,R為滑動變阻器.現(xiàn)將變阻器的滑片從一個位置滑動到另一個位置,觀察到電流表A1、A2的示數(shù)均減小,且A1的示數(shù)仍大于A2的示數(shù),則下列說法正確的是( 。
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(1)由題中所給數(shù)據(jù)可求得重錘經(jīng)0,2兩點時的速度分別為v0=2.93m/s,v2=3.31m/s.
(2)根據(jù)這條紙帶在如圖2的坐標(biāo)中作出速度圖象,并利用此圖象求出重力加速度g的數(shù)值是9.43m/s2
(3)若該同學(xué)通過實驗測得的重力加速度值比公認(rèn)值偏小,則可能的原因是AB
A、重錘下落時受到了空氣阻力     
B、電源頻率略變大了
C、電源頻率略變小了.

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第一次實驗,如圖(a)所示,將滑槽末端與桌面右端M對齊并固定,讓滑塊從滑槽最高點由靜止滑下,最終落在水平地面上的P點,測出滑槽最高點距離桌面的高度h、M距離地面的高度H、M與P間的水平距離x1
第二次實驗,如圖(b)所示,將滑槽沿桌面向左移動一段距離并固定,讓滑塊B再次從滑槽最高點由靜止滑下,最終落在水平地面上的P′點,測出滑槽末端與桌面右端M的距離L、M與P′間的水平距離x2
①通過上述測量和進(jìn)一步的計算,可求出滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ,下列能引起實驗誤差的是BCD
A.h的測量      B.H的測量      C.L的測量      D.x2的測量
②滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=$\frac{{x}_{1}^{2}{-x}_{2}^{2}}{4HL}$.

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