11.物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間   的動摩擦因數(shù).實驗裝置如圖1,一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,其一端與電磁打點計時器的紙帶相連,另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接.打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz.開始實驗時,在托盤中放入適量砝碼,滑塊開始做勻加速運動,在紙帶上打出一系列小點.

(1)如圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標出),兩相鄰計數(shù)點間距如圖所示.設(shè)相鄰兩計數(shù)點時間間隔t,則加速度a表達式為a=$\frac{{x}_{36}-{x}_{03}}{9{T}^{2}}$(用題目中給的符號表示),根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)計算的加速度a=0.496m/s2(保留三位有效數(shù)字).
(2)為測量動摩擦因數(shù),下列物理量中還應(yīng)測的有CD.(填入所選物理量前的字母)
A.木板的長度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m3E.滑塊運動的時間t
(3)滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=$\frac{{m}_{3}g-({m}_{2}+{m}_{3})a}{{m}_{2}g}$(用被測物理量的字母表示.)

分析 (1)利用勻變速直線運動的推論,連續(xù)相等時間間隔內(nèi)位移之差為常數(shù),即△x=aT2,求出其加速度.
(2)要測量動摩擦因數(shù),由f=μFN 可知要求μ,需要知道摩擦力和壓力的大小,壓力就是滑塊的重力,所以需要知道滑塊的質(zhì)量,摩擦力要根據(jù)鐵塊的運動來求得,滑塊做的是勻加速運動,拉滑塊運動的是托盤和砝碼,所以也要知道托盤和砝碼的質(zhì)量.
(3)利用牛頓第二定律和滑動摩擦力與正壓力間的關(guān)系即可求解.

解答 解:(1)每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打出的點,則T=0.1s
根據(jù)勻變速直線運動的推論△x=aT2有:a=$\frac{{x}_{36}-{x}_{03}}{9{T}^{2}}$
代入數(shù)據(jù)解得:a=$\frac{(2.88+3.39+3.88)-(1.40+1.89+2.40)}{9×0.{1}^{2}}×1{0}^{-2}$=0.496m/s2;
(2)要測量動摩擦因數(shù),由f=μFN 可知要求μ,需要知道摩擦力和壓力的大小,壓力就是滑塊的重力,所以需要知道滑塊的質(zhì)量,摩擦力要根據(jù)鐵塊的運動來求得,滑塊做的是勻加速運動,拉滑塊運動的是托盤和砝碼,所以也要知道托盤和砝碼的質(zhì)量,故ABE錯誤,CD正確.
(3)以整個系統(tǒng)為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律有:m3g-f=(m2+m3)a…①
又因為:f=μm2g…②
聯(lián)立①②解得:μ=$\frac{{m}_{3}g-({m}_{2}+{m}_{3})a}{{m}_{2}g}$
故答案為:(1)$\frac{{x}_{36}-{x}_{03}}{9{T}^{2}}$,0.496m/s2;(2)CD;(3)$\frac{{m}_{3}g-({m}_{2}+{m}_{3})a}{{m}_{2}g}$.

點評 靈活應(yīng)用勻變速直線運動的推論是解題的關(guān)鍵,會從滑動摩擦力的關(guān)系式分析求滑動摩擦因數(shù)需要的物理量;利用整體法和牛頓第二定律求摩擦因數(shù)是解題的依據(jù).

練習冊系列答案
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A.頻率是50赫茲
B.當t=0時,線圈平面恰好與中性面重合
C.當t=$\frac{1}{100}$秒時,e有最大值
D.有效值為220伏特

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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)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.

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(2)該波從原點向右傳播時開始計時,經(jīng)多長時間質(zhì)點P第一次到達波峰?(保留一位小數(shù))

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A.電容器a板帶負電,其帶電量為$\frac{C}{{{v_0}Bd}}$
B.電容器a板帶正電,其帶電量為CBdv0
C.速率大于v0的帶電粒子,將向a板偏轉(zhuǎn)
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