题文
像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.
现利用图乙所示装置测量滑块和长1m左右的木块间的动摩擦因数,图中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器(没有画出).此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤,让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10-2s和2.0×10-2s.用游标卡尺测量小滑块的上部挡板的宽度d,卡尺数如图丙所示.
(1)读出滑块挡板的宽度d=______cm.
(2)滑块通过光电门1的速度v1=______m/s,滑块通过光电门2的速度v2=______m/s.
(3)若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速度为g,为完成测量,除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外,还需测量的物理量是______(说明各量的物理意义,同时指明代表物理量的字母).
(4)用(3)中各量求解动摩擦因数的表达式μ=______ (用字母表示).
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)由图示游标卡尺可得,主尺示数为5cm,游标尺示数为3×0.05=0.15mm=0.015cm,
宽度d=5cm+0.015cm=5.015cm.
(2)速度v1=dt1≈1m/s,v2=dt2≈2.5m/s.
(3)测出滑块经过两光电门的速度、两光电门间的距离,由匀变速运动的速度位移公式可以求出加速度,
要测动摩擦因数,需要知道斜面的倾角,因此需要测出:P点到桌面高度h;重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a;
斜面的长度b.
(4)滑块做匀加速直线运动,由匀变速运动的速度位移公式可得:V22-V12=2aL,
设斜面倾角为θ,对滑块,由牛顿第二定律得:mgsinθ-μmgcosθ=ma,
其中sinθ=hb,cosθab,解得:μ=ha-b(v22-v12)2Lga;
故答案为:(1)5.015;(2)1; 2.5;(3)P点到桌面高度h;重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a;斜面的长度b;
(4)ha-b(v22-v12)2Lga.
解析
dt1
考点
据考高分专家说,试题“像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究.....”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。
摩擦力大小的计算方法:




