测定动摩擦因数1.(7分)在利用如图甲所示的装置测量木块与长木板间的动摩擦因数的实验中:(l)已测得图甲中木板长度是立柱高度的2倍。
电磁打点计时器使用频率为50 Hz的交流电源,交流电源的电压应在_____V以下,实验得到如图乙所示的纸带,测量数据及其标记符号如图乙所示。
则木块下滑的加速度为________m/s2。
(计算结果保留两位有效数字)(2)用测得的物理量及加速度a,计算出木块与长木板间的动摩擦因数为_______(g取10 m/s2,计算结果保留两位有效数字)。
因系统误差会使动摩擦因数的测量值大于真实值,你认为导致该误差的主要原因是2.(6分)某探究小组设计了“用刻度尺测定动摩擦因数”的实验方案。
如图所示,将一个小球和一个滑块跨过定滑轮用细绳连接。
开始时小球和滑块均静止,剪断细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。
保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操作直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。
用刻度尺测出此种情况下小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x。
(空气阻力对本实验的影响可以忽略)(1)滑块沿斜面运动的加速度与当地重力加速度的比值为。
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数为。
(3)(多选)以下能引起实验误差的是。
A.滑块的质量B.当地重力加速度的大小C.长度测量时的读数误差D.小球落地和滑块撞击挡板不同时3. (7分)物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图甲所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz.开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列点。
图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),测出各计数点到A点之间的距离如图所示.请完成下列小题:(1)根据图中数据计算:(保留两位有效数字)①打C 点时滑块的速度的大小为___________m/s ;②滑块的加速度a =___________ m/s 2;(2)为了测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的是____________.A .木板的长度LB .木板的质量m 1C .滑块的质量m 2 D.托盘和砝码的总质量m 3E .滑块运动的时间t (3)不计打点计时器与纸带间及细绳与滑轮间的阻力,则滑块与木板间的动摩擦因数=___________________(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g ).4.(7分)如图甲为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图,实验步骤如下: ①用天平测量物块和遮光片的总质量M 、重物的质量m ,用游标卡尺测量遮光片的宽度d ;用米尺测量两光电门之间的距离s ;②调整轻滑轮,使细线水平;③让物块从光电门A 的左侧由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A 和光电门B 所用的时间Δt A 和Δt B ,求出加速度a;④多次重复步骤③,求加速度的平均值a ;⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ。
回答下列问题:(1)测量d 时,游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm) 的示数如图乙所示,其读数为 cm.(2)物块的加速度a 可用d 、s 、Δt A 和Δt B 表示为a =________.(3)动摩擦因数μ可用M 、m 、a 和重力加速度g 表示为μ=________.(4)如果细线没有调整到水平,由此引起的误差属于 (选填“偶然误差”或“系统误差”)。
打点计时器 滑块 图乙11题图甲cm 1 2 3 0 10 20 11题图乙5.(6分)图甲是测定小物块与水平面之间动摩擦因数的实验装置,曲面AB 与水平面相切于B点且固定。
小物块自曲面上某一点释放后沿水平面滑行,光电计时器可以记录小物块通过P 、Q的时间。
已知当地重力加速度为g 。
(1)若小物块经过P 点的速度为v ,通过PQ 的时间为t ,PQ 之间的距离为x ,则小物块与水平面之间的动摩擦因数的表达式为μ=________________(2)保持小物块经过P 点的速度v 不变,多次改变Q 的位置,做出x t t-的关系图象如图乙所示,图象在纵轴上截距为b ,斜率的绝对值为k ,则μ=______ (用b 、k 、g)表示 6.(9分)如图所示,是测量物块与木板间动摩擦因数的实验装置。
长木板固定在水平桌面上,打点计时器固定在长木板上,纸带穿过打点计时器,与带滑轮的物块相连。
沙桶和力传感器通过绕在滑轮上的细绳相连,拉物块的细绳均保持水平状态。
调整沙桶的质量,当放开沙桶时,使物块在木板上做匀加速直线运动。
(重力加速度为g ,滑轮的质量和摩擦可以忽略)(1)在某次测量中读出力传感器示数为F ,利用纸带上打出的点测得了物块的加速度为a ,为进一步测量动摩擦因数,下列物理量中还需测量的有______。
A. 木板的长度LB. 物块的质量mC. 沙桶的质量m 0D. 物块运动的时间t(2)利用测得的物理量写出动摩擦因数的表达式μ=___________。
(3)为使实验结果更精确,该同学改变沙桶的质量,重复以上实验操作,得到多组数据,以力传感器的示数F 为横轴,以加速度a 为纵轴建立直角坐标系,做出a −F 图象,得到一条倾斜的直线,该直线的纵轴截距大小为b ,当地的重力加速度g ,则由图象可得动摩擦因数μ=_______。
7、为了测量两张纸之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验:如图甲所示,在木块A 和木板B 上贴上待测的纸,将木板B 固定在水平桌面上,沙桶通过细线与木块A 相连。
(1)调节沙桶中沙的多少,使木块A 匀速向左运动。
测出沙桶和沙的总质量为m 以及贴纸木块A 的质量M ,则两纸间的动摩擦因数μ= ;(2)在实际操作中,发现要保证木块A 做匀速运动比较困难,有同学对该实验进行了改进:实验装置如图乙所示,木块A 的右端接在力传感器上(传感器与计算机相连接,从计算机上可读出对木块的拉力),使木板B 向左运动时,质量为M 的木块A 能够保持静止。
若木板B 向左匀速拉动时,传感器的读数为F 1,则两纸间的动摩擦因数μ= ;;当木板B 向左加速运动时,传感器的读数为F 2,则有F 2 F 1(填“>”、“=”或 “<”);8、(8分)某同学利用图甲所示装置,研究物块在桌面上的运动情况.物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处).图乙是用图甲所示装置打出的一条纸带.在纸带上按时间顺序选取1,2,3,…,10,11共11个计数点(相邻计数点间还有四个点未画出).测出相邻计数点间的距离,如图乙中数据所示.打点计时器所用电源的频率为50 Hz .(1)只需恰当选取图乙所示纸带的一小段,再查出当地重力加速度g 的值,便可求得物块与桌面间的动摩擦因数μ.选取的那一小段纸带应包含___________(填选项前的字母代号)计数点. A .1至6 B .4至8 C .6至11 D .7至11(2)打计数点“10”时,物块的速度大小为___________m /s .(保留二位有效数字)(3)若重力加速度g=10m/s 2,则物块与桌面间的动摩擦因数μ=__________(保留二位有效数字);图甲中重物的质量m 与物块质量M 之比等于__________.9、(4分)为了测量某材质的木块与牛皮纸之间的动摩擦因数,一位同学设计了如下实验:如图所示,在斜面和水平面上贴上待测牛皮纸,保证木块放在斜面顶端时能加速下滑,斜面与水平面间平滑连接。
让木块从斜面顶端由静止开始下滑,该同学只用一只秒表就完成了测量任务。
(已知斜面倾角为θ)(1)该同学需要测量的物理量是_____;(用文字和字母来表示)(2)动摩擦因数的表达μ=______。
(用所测量物理量和已知量的符号表示)。
【原题】为了测量某材质木块与牛皮纸之间的动摩擦因数,一位同学设计了如下实验:如图所示,在斜面和水平面上贴上待测牛皮纸,保证木块放在斜面顶端时能加速下滑,斜面与水平面间平滑连接。
让木块从斜面顶端由静止开始下滑时,该同学只用一把刻度尺就完成了测量任务(重力加速度 g 为已知)。
(1)该同学需要测量的物理量是______________________。
(用文字和字母符号来表示)(2)动摩擦因数的表达式 μ=______________(用所测量物理量的符号表示)。
4.603.00 5.01 7.01 9.00 11.01 12.28 10.60 8.61 6.602、3、(1)① 0.54 ② 1.0 (2)CD (3) ()gm a m m g m 2323+- 4. (1) ()()431224S S S S a=T +-+ (3分)(2) (3分)6.(1)B (3分) (2) mg F 2ma -=μ(3分) (3) gb (3分) 7.(6分)(1)摆锤的质量为m ,摆锤重心到O 点的距离L 。
(各1分)(2)(2分) (3)多测量几次求平均值;减小转轴的摩擦;用传感器来测量摆锤对地面的压力等等。
(只要合理均可)解析:由动能定理得:,橡胶片与地面之间的动摩擦因数。
8、9、(1) 0.960cm 。
(2)a=22B A v v 2s -=22B A1d d [()()]2s t t -∆∆。
(3)μ=mg (M m)a Mg -+。
(4)如果细线没有调整到水平,由此引起的误差是实验原理不完善引起的系统误差。
10、11. (1)1.130 (2)⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆-∆=2122][][21t d t d s a (3)Mg a m M mg +-=μ。