12.利用圖1的裝置可測量滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù).在斜面底端O處固定一光電門,當(dāng)帶有遮光片的滑塊自斜面上的P點(diǎn)從靜止滑下,通過光電門時,與光電門相連的計(jì)時器顯示遮片條通過光電門的時間為△t.測得P、Q間的距離為x,已知遮光片的寬度為d,完成下列填空:

(1)P、Q間的距離x、滑塊加速度的大小a、滑塊經(jīng)過光電門的時間△t、遮光片的寬度d四個物理量間滿足的關(guān)系式是${(\fracll8wzle{△t})^2}=2ax$;
(2)用某一種測量工具測得遮光片的寬度為d=0.500cm;
(3)多次改變滑塊從斜面上開始下滑的位置,每次都讓滑塊由靜止滑下,用米尺分別測量出下滑點(diǎn)與O間的距離x,記下遮光片相應(yīng)通過光電門的時間△t,利用所得數(shù)據(jù)作出($\frac23ymiz8{△t}$)2-x圖線如圖3所示:
①由圖線可得滑塊加速度的大小為3.92m/s2
②測得斜面的高度為h=60.00cm、斜面的長度L=100.00cm,取g=9.8m/s2,則滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)的值μ=0.25;
(4)已知滑塊的質(zhì)量為m=10kg,則滑塊從斜面的頂端滑到斜面底端的過程中,合外力做的功W=39.2J.

分析 (1)根據(jù)瞬時速度等于平均速度,及運(yùn)動學(xué)公式,即可求解;
(3)①根據(jù)($\fracrop3cuy{△t}$)2-x圖線,結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式,通過圖象斜率,即可求解加速度大。虎趯瑝K受力分析,結(jié)合牛頓第二定律,即可求解動摩擦因數(shù).
(4)根據(jù)動能定理,合外力做的功轉(zhuǎn)化為物體的動能.

解答 解:(1)滑塊經(jīng)過光電門的速度為v=$\fractbkvbvp{△t}$;
根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式,那么P、O間的距離x、滑塊加速度的大小a、滑塊經(jīng)過光電門的時間△t、遮光片的寬度d四個物理量間滿足的關(guān)系式:$(\frac3y7hsv8{△t})^{2}=2ax$;
(3)①根據(jù)作出($\frac4ajtqa8{△t}$)2-x圖線,結(jié)合$(\fraccdeajbh{△t})^{2}=2ax$,則有:k=2a;
那么a=$\frac{k}{2}$=$\frac{1}{2}×\frac{7.84}{1}$m/s2=3.92m/s2;
②滑塊受到重力、支持力與滑動摩擦力,
根據(jù)力的分解,結(jié)合牛頓第二定律,則有:mg$\frac{h}{L}$-μmg$\frac{\sqrt{{L}^{2}-{h}^{2}}}{L}$=ma;
解得:μ=$\frac{10×\frac{60}{100}-3.92}{10×\frac{80}{100}}$=0.25;
(4)根據(jù)動能定理,合外力做的功轉(zhuǎn)化為物體的動能,即:W=△Ek=$\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{2}m(\fracehiaamu{△t})^{2}$
代入數(shù)據(jù)得:W=39.2J
故答案為:(1)${(\frac37weaaa{△t})^2}=2ax$(3)①3.92②0.25;(4)39.2J

點(diǎn)評 考查光電門測速度的方法,知道游標(biāo)卡尺的讀數(shù),理解牛頓第二定律的應(yīng)用,掌握圖象的作用,知道其圖象斜率與加速度的關(guān)系.

練習(xí)冊系列答案
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2.如圖所示,光滑的水平軌道與光滑半圓弧軌道相切.圓軌道半徑R=0.4m,一小球停放在光滑水平軌道上,現(xiàn)給小球一個v0=5m/s的初速度到c點(diǎn)的速度為3m/s.(g=10m/s2
求(1)球到C點(diǎn)時的加速度大小;
(2)球?qū)點(diǎn)的壓力是重力的多少倍
(3)球從C拋出后,落地點(diǎn)距B點(diǎn)多遠(yuǎn)?

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3.電吉他是利用電磁感應(yīng)原理工作的一種樂器.如圖甲所示為電吉他的拾音器的原理圖,在金屬弦的下方放置有一個連接到放大器的螺線管.一條形磁鐵固定在管內(nèi),當(dāng)撥動金屬弦后,螺線管內(nèi)就會產(chǎn)生感應(yīng)電流,經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化后可將電信號轉(zhuǎn)為聲音信號.若由于金屬弦的振動,螺線管內(nèi)的磁通量φ隨時間t的變化如圖乙所示,則螺線管內(nèi)感應(yīng)電流i隨時間t變化圖象為( 。
A.B.C.D.

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20.木衛(wèi)一是最靠近木星的衛(wèi)星,丹麥天文學(xué)家羅邁早在十七世紀(jì)通過對木衛(wèi)一的觀測測出了光速.他測量了木衛(wèi)一繞木星的運(yùn)動周期T和通過木星影區(qū)的時間t.若已知木星的半徑R和萬有引力恒量G,T遠(yuǎn)小于木星繞太陽的運(yùn)行周期,根據(jù)以上條件可以求出( 。
A.木星的密度
B.木衛(wèi)一的密度
C.木衛(wèi)一繞木星運(yùn)動的向心加速度大小
D.木衛(wèi)一表面的重力加速度大小

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7.如圖是研究小球的平拋運(yùn)動時拍攝的閃光照片的一部分,其背景是邊長為5厘米的小方格,重力加速度取g=10m/.由此可知:閃光頻率為10Hz;小球拋出時的初速度大小為2.5m/s;從拋出A到C點(diǎn),小球速度的改變量為2m/s.

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