8.利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)量物塊與水平桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.A是高為h的曲面模擬器,曲面末端與水平桌面相切,B是高為H的桌子,C為待測(cè)物塊,計(jì)算時(shí)可看成質(zhì)點(diǎn).
(1)把模擬器固定在水平桌面上,末端與桌面邊緣相齊,使物塊從模擬器頂端從靜止釋放,物塊離開模擬器后直接水平飛離桌面落到地上,可以測(cè)量其水平射程為x1
(2)把模擬器向后撤離,使其末端離桌面邊緣的距離為L(zhǎng)再固定,使物塊仍從模擬器頂端從靜止釋放,物塊還會(huì)飛離桌面落到地上,可以測(cè)量此時(shí)的水平射程為x2
上述物理量h、H、x1、L、x2中,不必測(cè)量的量有h,物塊與水平桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ的計(jì)算式是$\frac{{x}_{1}^{2}-{x}_{2}^{2}}{4HL}$.

分析 滑塊離開桌面受做平拋運(yùn)動(dòng),要求出滑塊滑下軌道時(shí)的速度,應(yīng)測(cè)出桌面的高度,O與P間、O與Q間的距離;由平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)求出滑塊離開軌道及離開桌面的速度,由動(dòng)能定理可以求出動(dòng)摩擦因素的表達(dá)式;然后結(jié)合動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式即可判斷需要測(cè)量的物理量.

解答 解:設(shè)滑塊由桌面落到地面的時(shí)間為t,第一次實(shí)驗(yàn)時(shí):x1=v1t    H=$\frac{1}{2}$gt2
第二次實(shí)驗(yàn)時(shí):x2=v2t    
 且由槽的末端離桌面邊緣,由動(dòng)能定理得:-μmgL=$\frac{1}{2}$m${v}_{2}^{2}$-$\frac{1}{2}$m${v}_{1}^{2}$
解得μ=$\frac{{x}_{1}^{2}-{x}_{2}^{2}}{4HL}$,因此還需要測(cè)量x1、x2、H和L,不需要測(cè)量C開始時(shí)的高度h.
故答案為:h,$\frac{{x}_{1}^{2}-{x}_{2}^{2}}{4HL}$

點(diǎn)評(píng) 該實(shí)驗(yàn)有一定的創(chuàng)新性,其實(shí)很多復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)其實(shí)驗(yàn)原理都是來自我們所學(xué)的基本規(guī)律,這點(diǎn)要在平時(shí)訓(xùn)練中去體會(huì);理解實(shí)驗(yàn)原理是正確解題的關(guān)鍵.

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:多選題

18.關(guān)于時(shí)間和時(shí)刻,下列說法正確的是( 。
A.前5秒內(nèi)指的是物體在4秒末到5秒末這1秒的時(shí)間
B.物體 5秒時(shí)指的是物體5秒末時(shí),指的是時(shí)刻
C.物體在第5秒內(nèi)指的是物體在4秒末到5秒末這1秒的時(shí)間
D.第4秒末就是第5秒初,指的是時(shí)刻

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

19.某宇航員在星球上從高32m處自由釋放一重物,測(cè)得在下落最后1s內(nèi)所通過的距離為14m.求:
(1)重物下落的時(shí)間多長(zhǎng)?
(2)該星球的重力加速度多大?
(3)若該星球的半徑為R,萬有引力常數(shù)為G,則該星球的質(zhì)量M為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

16.在做研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)時(shí),讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng),通過描點(diǎn)法畫出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.
(1)為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡,下面列出一些操作要求,將你認(rèn)為正確選項(xiàng)的前面字母填在橫線上:bdf.
(a) 每次釋放小球的位置必須不同
(b)通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
(c) 記錄小球位置用的木條(或凹槽)每次必須嚴(yán)格地等距離下降
(d)每次必須由靜止釋放小球
(e) 將球的位置記錄在紙上后,取下紙,用直尺將點(diǎn)連成折線
(f)小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相接觸
(2)若用一張印有小方格的紙記錄軌跡,小方格的邊長(zhǎng)為L(zhǎng),小球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)位置如圖中的a、b、c、d所示,則小球平拋的初速度的計(jì)算式為v0=$2\sqrt{gL}$(用L、g表示).

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

3.某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)中,利用所學(xué)的知識(shí)解決了如下問題:一輕質(zhì)彈簧豎直懸掛于某一深度為h=35.0cm,且開口向下的小筒中(沒有外力作用時(shí)彈簧的下端位于筒內(nèi),用測(cè)力計(jì)可以同彈簧的下端接觸),如圖甲所示,若本實(shí)驗(yàn)的長(zhǎng)度測(cè)量工具只能測(cè)量露出筒外彈簧的長(zhǎng)度l,現(xiàn)要測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)l0和彈簧的勁度系數(shù),該同學(xué)通過改變l而測(cè)出對(duì)應(yīng)的彈力F,作出F-l圖象如圖乙所示,則彈簧的勁度系數(shù)為k=200N/m,彈簧的原長(zhǎng)l0=25cm

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.如圖所示,圖中的實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線,虛線是某帶電粒子在電場(chǎng)中從a到b的運(yùn)動(dòng)軌跡,若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受電場(chǎng)力作用,根據(jù)此圖能不做出正確判斷的是( 。
A.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向
B.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的加速度何處比較大
C.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速度何處比較大
D.帶電粒子所帶電荷的電性

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

20.如圖所示,矩形線圈abcd左半邊放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,右半邊在磁場(chǎng)外,當(dāng)線圈以ab邊為軸向紙外轉(zhuǎn)過60°過程中,線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流(填會(huì)與不會(huì)),原因是該過程中磁通量沒有變化.

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

7.利用以下裝置可以完成力學(xué)中的許多實(shí)驗(yàn)

(1)以下說法中正確的是BD
A.用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”時(shí),必須設(shè)法消除小車和木板間摩擦阻力的影響
B.用此裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí),每次改變小車質(zhì)量之后,不需要重新平衡摩擦力
C.用此裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí),應(yīng)先釋放小車后接通電源
D.用此裝置“探究做功和速度變化關(guān)系”時(shí),必須調(diào)整滑輪高度使連接小車的細(xì)線與木板平行
(2)用此裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí),小車質(zhì)量約200g,為保證拉力近似等于沙桶(含沙)的重力,沙桶中應(yīng)選擇的重物是C
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的電源如圖甲所示,則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)選圖乙中的A(選“A”或“B”).
(4)該同學(xué)欲通過圖丙所示裝置打出的紙帶(圖。﹣砼袛嗍欠褚呀(jīng)平衡摩擦力.根據(jù)紙帶的點(diǎn)跡可以判斷:為進(jìn)一步平衡摩擦力,圖乙中墊塊應(yīng)向右(選填“左”或“右”)移一些.
(5)在利用此裝置做實(shí)驗(yàn)時(shí),實(shí)驗(yàn)中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分如圖3.從比較清晰的點(diǎn)起,每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離(單位cm).則小車的加速度為0.15 m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

8.為了“探究動(dòng)能改變與合外力做功”的關(guān)系,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案:
第一步:把帶有定滑輪的木板(有滑輪的)一端墊起,把質(zhì)量為M的滑塊通過細(xì)繩跨過定滑輪與質(zhì)量為m的重錘相連,重錘后連一穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶,調(diào)整木板傾角,直到輕推滑塊后,滑塊沿木板向下勻速運(yùn)動(dòng),如圖甲所示.
第二步:保持長(zhǎng)木板的傾角不變,將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在長(zhǎng)木板靠近滑輪處,取下細(xì)繩和重錘,將滑塊與紙帶相連,使紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,然后接通電源,釋放滑塊,使之從靜止開始向下加速運(yùn)動(dòng),打出紙帶,如圖乙所示.打出的紙帶如圖丙所示.

請(qǐng)回答下列問題:
(1)已知O、A、B、C、D、E、F相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為△t,根據(jù)紙帶求滑塊速度,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)滑塊速度vB=$\frac{{x}_{3}^{\;}-{x}_{1}^{\;}}{2△t}$.
(2)已知重錘質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,要測(cè)出某一過程合外力對(duì)滑塊做的功還必須測(cè)出這一過程滑塊下滑的位移x(寫出物理量名稱及符號(hào),只寫一個(gè)物理量),合外力對(duì)滑塊做功的表達(dá)式W=mgx.
(3)算出滑塊運(yùn)動(dòng)OA、OB、OC、OD、OE段合外力對(duì)滑塊所做的功W以及在A、B、C、D、E各點(diǎn)的速度v,以v2為縱軸、W為橫軸建立坐標(biāo)系,描點(diǎn)作出v2-W圖象,可知該圖象是一條過原點(diǎn)的直線,根據(jù)圖象還可求得滑塊的質(zhì)量M.

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