高三物理填空题中等难度题
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(9分)现要测定木块与长木板之间的动摩擦因数,给定的器材如下:一个倾角可以调节的长木板(如图)、木块、计时器、米尺。请填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤:
①用米尺测量长木板顶端B相对于水平桌面CA的高度和长木板的总长度.设木块所受重力为,木块与长木板之间的动摩擦因数为,则木块所受的合外力表达式=_____________.
②让木块从斜面上方一固定点D由静止开始下滑到斜面底端A处,记下所用的时间,用米尺测量D与A之间的距离.
③根据牛顿第二定律,可求得动摩擦因数的表达式=__________,代入测量值计算求出的值.
④改变______________________________,重复上述测量和计算;再求出的平均值.
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某同学为了测定木块与小车之间的动摩擦因数,设计了如下的实验:
①用弹簧秤测量带凹槽的木块重力,记为FN1;
②将力传感器A固定在水平桌面上,测力端通过轻质水
平细绳与木块相连,木块放在较长的平板小车上。水平
轻质细绳跨过定滑轮,一端连接小车,另一端系沙桶,
不断地缓慢向沙桶里倒入细沙,直到小车运动起来,待传感器示数稳定后,记录此时数据F1;
③向凹槽中依次添加重力为0.5N的砝码,改变木块与小车之间的压力FN,重复操作②,数据记录如下表:
试完成:
(1)在实验过程中,是否要求长木板必须做匀速直线运动? (填 “是”或“否”)
(2)为了充分利用测量数据,该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差,分别计算出了三个差值:
Δf1=F5-F1=0.83N,Δf2=F6-F2=0.78N,Δf3=F7-F3=0.80N,请你给出第四个差值:
Δf4 = = 。
(3)根据以上差值,可以求出每增加 0.50 N 砝码时摩擦力增加Δf。Δf用Δf1 、Δf2 、Δf3 、Δf4 表示的式子为:Δf= ,代入数据解得Δf= N 。
(4)木块与木板间的动摩擦因数 μ = 。
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为了测定物块与木板间的动摩擦因数,设计如下实验:物块放在长木板上,木板固定在水平桌面上,物块前方装有轻质小滑轮,沙桶和弹簧秤通过绕在滑轮上的细绳相连,请回答如下问题:
(1)要完成本实验,使用的器材及其在实验中的作用如下:
①弹簧秤,用于测细线的拉力F;
②打点计时器、交流电源(50Hz)、纸带、导线、刻度尺,用于测量物块的加速度a;
③天平用于测量________(填相应的物理量及符号);
④其它器材如图所示。
(2)实验开始前,要对弹簧秤校零,以及调整木板端滑轮的高度使绳子水平。
(3)设动摩擦因数为μ,则(1)中各物理量之间的关系是______ .(用相应物理量的代数式表示)
(4)为了减小误差,必须采用多次测量,改变沙桶质量,得到多组a-F的测量值填入下表,其中第3次实验中,通过打点计时器得到一段纸带,某同学对纸带的测量如下图所示,请计算出此次实验中物块的加速度大小,填入表中相应的位置。(保留二位有效数字)
以图象法处理数据,请在坐标纸上画出a-F图线。
(5)取重力加速度g=l0m/s2,根据图线可求得动摩擦因数约为μ=________;还可求得物块质量m的大小约为________。
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(6分)为了简单测量小木块与水平桌面间的动摩擦因数,按以下步骤进行:
a.将一端固定在木板P上的轻弹簧置于水平桌面上,固定木板P,在桌面上标记弹簧自由端位置O.将小木块接触弹簧自由端(不栓接)并使其缓慢移至A位置,如图1所示.
b.将小木块从静止开始释放,小木块运动至B位置停止.
c.将弹簧移至桌边,使弹簧自由端位置O与桌边缘对齐,如图2所示,固定木板P,使小木块接触弹簧自由端(不栓接)并使其缓慢移至C位置,使,将小木块从静止开始释放,小木块落至水平地面D处,为O点在水平地面的竖直投影点.若已经测得OB距离为L,间竖直高度为h.小木块可看做质点,不计空气阻力.
①为测量小木块与水平桌面间的动摩擦因数,还需要测量的物理量是:________
________.(用文字和字母表示)
②写出小木块与桌面间的动摩擦因数的表达式:=________.(用测得的物理量的字母表示)
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