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某同学用如图1所示的装置测量滑块的质量M及滑块与木板之间的动摩擦因数μ.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
更新时间:2024-04-20 10:20:22
1人问答
问题描述:

某同学用如图1所示的装置测量滑块的质量M及滑块与木板之间的动摩擦因数μ.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重物相连.开始实验时,滑块开始做匀加速运动,重物落地后,滑块再运动一段距离停在木板上(尚未到达滑轮处),打点计时器在纸带上打出一系列小点.打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz,重力加速度g=9.8m/s2.

图2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、8、9是计数点,每相邻两计数点间还有1个打点,计数点间的距离如图所示.

(1)纸带中相邻两计数点间的时间间隔为___ s.

(2)通过分析纸带数据,可判断重物在两相邻计数点___和___之间某时刻落地的.

(3)为使重物的重力在数值上近似等于滑块运动时受到的拉力,应满足的条件是重物的质量m___滑块的质量M.(选填“远大于”、“远小于”或“近似等于”)

(4)重物质量m已知,为测量滑块的质量M,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L    

B.重物落地前滑块加速阶段的加速度a1

C.重物落地后滑块减速阶段的加速度a2

D.滑块运动的时间t

(5)重物落地后滑块减速阶段的加速度a2=___m/s2,滑块与木板间的动摩擦因数μ=___.(保留两位有效数字)

林修二回答:
  (1)电源频率为50Hz,则打点的时间间隔是0.02s,两相邻计数点间还有一个点,则计数点间的时间间隔:t=0.02×2=0.04s;   (2)由图示纸带可知,第1到第4计数点间的距离逐渐增加,滑块做加速运动,第5个计数点后计数点间的距离减小,滑块做减速直线运动,则重物在第4与第5个计数点间落地.   (3)要使滑块受到的拉力等于重物的重力,重物的质量m应远小于滑块的质量M.   (4)在重物落地前,对重物与滑块组成的系统,由牛顿第二定律得:mg-μMg=(M+m)a1,   重物落地后,对滑块,由牛顿第二定律得:μMg=Ma2,解得:M=m(g-a
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