高三物理解答题中等难度题
(5分)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=______________(用所测量物理量的符号表示)。
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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)。
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为了测量木块与长木板之间的动摩擦因数,小周、小钱两位同学分别设计了如下实验:
(1)小周同学先将木块挂到一弹簧上,如甲所示,测出弹簧的长度 L1。再将木块放置在水平的长木板上,弹簧的一端连着木块,另一端固定在墙上,如图乙所示。拉动长木板,将其从木块的下方缓缓抽出,在拉动过程中,测得弹簧的长度 L2。要测得动摩擦因数,还必须测量的一个物理量为_______________(写出物理量的名称并用字母表示), 由该实验测得动摩擦因数的表达式为μ=___________。(用测得的物理量的字母及 L1 、L2 等表示)
(2)小钱同学的设计如图所示。他在长木板的一端固定一个定滑轮,将其放置在水平桌面上, 木块连着打点计时器上(交流电频率为 50Hz)的纸带,用一细绳连接木块,细绳跨过滑轮, 另一端挂一钩码。放手后,钩码拉动木块,木块先做匀加速运动,钩码着地后,木块开始做匀减速运动,得到一条纸带,其减速时的纸带上打点情况如图丁所示,则木块减速时的加速度 a=________________m/s2(结果保留两位有效数字)。若当地重力加速度为 g,则乙测得的动摩擦因数的表达式为 μ=_______________。(用相关的物理量的字母表示)
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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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(6分)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F1,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F2,则有F2________F1(填“>”、“=”或“<”).
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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m,以及贴纸木块A的质量M,则两纸间的动摩擦因数= ;
(2)在实际操作中,发现要保证木块A做匀速运动较困难,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,木块A能够保持续静止。若木板B向左匀速拉动时,传感器的读数为F1,则两纸间的动摩擦因数= ;当木板B向左加速运动时,传感器的读数F2 F1(填“>”、“=”或“<”)。
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