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利用如图1所示的装置可以测量滑块与固定在地面上的斜面间的动摩擦因数.在倾角为θ=30°的斜面上安装有两个光电门,其中光电门甲固定在斜面上,光电门乙的位置可以变化

题文

利用如图1所示的装置可以测量滑块与固定在地面上的斜面间的动摩擦因数.在倾角为θ=30°的斜面上安装有两个光电门,其中光电门甲固定在斜面上,光电门乙的位置可以变化.当一个带有遮光片的滑块自斜面上匀加速滑下时,与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t,改变光电门乙的位置进行多次测量,每次都使滑块从同一点由静止开始滑下,并用米尺测量甲、乙光电门之间的距离x,记下相应的x和t值,所得数据见下表.


X(m)0.0600.1590.3010.480t(s)0.2000.3990.6010.800x/(m/s)0.3000.3980.5010.600(l)滑块每次都从同一点由静止开始下滑,设经过光电门甲处的速度为v0,下滑的加速度为a.则v0、a、x、t四个物理量之间满足的关系式是______.
(2)根据表中给出的数据,在图2给出的坐标纸上画出xt-t图线.
(3)由(2)中所画出的xt-t图线,得出滑块加速度大小为a=______m/s2,滑块与斜面间的动摩擦因数μ=______.(g取l0m/s2,两空结果保留3位有效数字)

题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)已知滑块沿斜面下滑时做匀加速运动,滑块加速度的大小a、滑块经过光电门甲时的瞬时速度v1、测量值x和t四个物理量.所以满足的关系式是:x=v0t+12at2
(2)根据表中给出的数据,在图2给出的坐标纸上画出xt-t图线如图:



(3)根据匀变速运动位移时间公式得x=v0t+12at2
所以xt=v0+12at
由表达式可知,加速度等于斜率大小的两倍,根据图象得:k=0.50=12a,因此a=1.00m/s2
根据牛顿第二定律,有:mgsinθ-μmgcosθ=ma,
将a=1.00m/s2和θ=30°代入的:
滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.462
故答案为:(1)x=v0t+12at2
(2)如图;
(3)1.00;0.462.

解析

12

考点

据考高分专家说,试题“利用如图1所示的装置可以测量滑块与固定在.....”主要考查你对 [滑动摩擦力、动摩擦因数 ]考点的理解。

滑动摩擦力、动摩擦因数

滑动摩擦力的概念:
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动时,受到的阻碍相对运动的力,叫滑动摩擦力。

滑动摩擦力产生条件:
①接触面粗糙;
②相互接触的物体间有弹力;
③接触面间有相对运动。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。

滑动摩擦力的方向:

总跟接触面相切,并与相对运动方向相反。 “与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,可能与运动方向成一夹角。
滑动摩擦力的大小:

滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式:F=μFN (F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数)。
①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定;
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关,无单位,而且永远小于1;
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。 
滑动摩擦力的作用效果:

总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。

静摩擦力和滑动摩擦力:


利用如图1所示的装置可以测量滑块与固定在地面上的斜面间的动摩擦因数.在倾角为θ=30°的斜面上安装有两个光电门,其中光电门甲固定在斜面上,光电门乙的位置可以变化


利用如图1所示的装置可以测量滑块与固定在地面上的斜面间的动摩擦因数.在倾角为θ=30°的斜面上安装有两个光电门,其中光电门甲固定在斜面上,光电门乙的位置可以变化

摩擦力大小的计算方法:

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