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,其一端与电磁打点计时器

◎ 题目

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小点.

(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.根据图中数据计算得加速度a=________(保留三位有效数字).

(2)回答下列两个问题:
①为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有________.(填入所选物理量前的字母)
A.木板的长度lB.木板的质量m1
C.滑块的质量m2D.托盘和砝码的总质量m3
E.滑块运动的时间t
②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是______________________.
(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=________(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g).与真实值相比,测量的动摩擦因数________(填“偏大”或“偏小”).写出支持你的看法的一个论据:_____________________________.

◎ 答案

(1)0.497 m/s2(0.495 m/s2~0.497 m/s2均可)
(2)①CD ②天平 (3) 偏大 纸带与限位孔间有摩擦

◎ 解析

(1)用逐差法进行数据处理,取后六个数据,分成两组,根据Δx=aT2,整理得a=
m/s2=0.497 m/s2.
(2)①根据牛顿第二定律得:m3g-μm2g=(m2+m3)a,所以还需要测量的物理量是滑块质量m2、托盘和砝码的总质量m3.
②测量质量的实验器材是天平.
(3)由(2)中的表达式得出动摩擦因数为μ=.由于纸带与限位孔之间有摩擦或托盘下落时受空气阻力,加速度a的真实值偏小,所以实验测得的动摩擦因数与真实值相比偏大.

◎ 知识点

    专家分析,试题“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,其一端与电磁打点计时器…”主要考查了你对  【实验:探究小车速度随时间变化的规律】,【实验:探究弹力与弹簧伸长的关系】,【实验:探究加速度与力、质量的关系】,【实验:探究功与速度变化的关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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