组卷网 > 高中物理综合库 > 物理实验 > 力学实验 > 测量动摩擦因数 > 利用牛顿第二定律测量动摩擦因数
题型:实验题 难度:0.65 引用次数:394 题号:15316471
某研究性学习小组的甲、乙两位同学,使用如图甲所示的实验装置测定滑块与水平桌面间的动摩擦因数。水平桌面上有两个位置可调节的光电门A和光电门B,一根细线跨过定滑轮两端分别连接滑块和钩码。将遮光条安装在滑块上,滑块放在桌面左边缘并由静止释放钩码。用游标卡尺测量光条的宽度d,并用天平测得滑块的质量M(包括遮光条)和钩码质量m,当地的重力加速度为g
两位同学的实验操作如下:
①甲同学将光电门A固定在离桌面左端较近的位置,记录遮光条通过光电门A的时间、遮光条通过光电门B的时间以及两个光电门之间的距离x。改变光电门B的位置,重复以上操作,记录多组x的值。
②乙同学将光电门B固定在离桌面左端较远的位置,记录遮光条通过光电门A的时间,遮光条通过光电门B的时间以及两个光电门之间的距离x。改变光电门A的位置,重复以上操作,记录多组x的值。

请回答以下问题:
(1)两位同学用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度时,由于部分遮挡,只能看见游标卡尺的后半部分,示数如图乙所示,则遮光条的宽度______mm。
(2)两位同学利用图像来处理实验数据,甲同学做出的图像应是下图中的______,乙同学做出的图像应是下图中的______
A. B. C. D.
(3)两位同学经过计算发现,他们所建立的图像中,斜率的绝对值在误差允许的范围内相等,若求得图像斜率的绝对值为k,在不计空气阻力的情况下,动摩擦因数的表达式为______(用题目中所给物理量的字母表示)。若考虑空气阻力,则他们利用如上表达式求出的动摩擦因数______(填“偏大”、“偏小”或“没有影响”)
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【推荐1】研究小组用如图(甲)所示的实验装置测量滑块与长木板间的动摩擦因数。把石块带有滑轮的长木板平放在实验台上,滑块上固定有遮光片及力传感器,连接力传感器的细线绕过定滑轮与装有砂子的小桶连接,两个光电门均与数字计时器连接。

(1)测量得遮光片的宽度为d,光电门1、2间的距离为L,将滑块从合适的位置释放,滑块匀加速运动通过两光电门时的遮光时间分别为Δt1Δt2,记录下力传感器的示数F,则滑块的加速度a=________(用dLΔt1Δt2表示);
(2)改变小桶中砂子的质量,重复上述实验步骤,测得多组aF的值,如下表所示。
1.52.02.53.03.5
0.10.61.11.62.1

请在图(乙)的坐标纸中描点作出a-F图线________,根据图线可求得滑块与长木板间的动摩擦因数μ=________,滑块(包含遮光片及力传感器)的质量M=_______kg。(g取10m/s2,结果保留两位有效数字)
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(1)已知重力加速度为g,测得木块的质量为M,砝码盘和砝码的总质量为m,砝码盘、砝码和木块的加速度大小都为a,则木块与长木板之间的动摩擦因数_______
(2)实验时,某同学得到一条纸带,如图2所示,图中0、1、2、3、4、5、6点为选取的计数点,每两计数点间仍有一个计时点没有画出,通过测量计数点间的距离分别为S1S2S3S4S5S6,打点计时器的电源频率为f,请写出计算纸带的加速度大小的表达式a=_______,打第4个计数点时纸带的速度大小的表达式v=_______
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(1)读出遮光条的宽度d=___________cm。

(2)若滑块通过光电门1、2的速度分别为v1v2 ,则v1 =___________m/s(计算结果保留3位有效数字)。
(3)v1v2可以求出;再用一把米尺测出两个光电门之间的距离LP点到桌面高度h,重锤在桌面上所指的点与Q点间的距离a,斜面的长度b;已知当地的重力加速度为g,则求解动摩擦因数的表达式μ=___________(用物理量的符号v1v2Lhabg表示)。
2023-05-13更新 | 70次组卷
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