為了只用一根彈簧和一把刻度尺測(cè)定某滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ(設(shè)μ為定值),某同學(xué)經(jīng)查閱資料知:一勁度系數(shù)為k的輕彈簧由伸長(zhǎng)量為L(zhǎng)至恢復(fù)到原長(zhǎng)過程中,彈力所做的功為。于是他設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn):

第一步,如圖所示,將彈簧的一端固定在豎直墻上,彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)另一端在位置B,使滑塊緊靠彈簧將其壓縮至位置A,松手后滑塊在水平桌面上運(yùn)動(dòng)一段距離,到達(dá)位置C時(shí)停止。
第二步,將滑塊掛在豎直放置的彈簧下,彈簧伸長(zhǎng)后保持靜止?fàn)顟B(tài)。
請(qǐng)回答下列問題:
(1)你認(rèn)為,該同學(xué)需用刻度尺直接測(cè)量的物理量是(寫出名稱并用符號(hào)表示):
                                                                        。
(2)用測(cè)得的物理量表示滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ的計(jì)算式:μ=            。
(1)測(cè)出AB間距離X1, AC間距離L;滑塊掛在豎直放置的彈簧下靜止時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)X2
(2)μ=

試題分析:(1)松手后滑塊在水平桌面上滑動(dòng)過程中受到彈簧彈力和摩擦力的作用,根據(jù)牛頓第二定律分析加速度的變化情況,進(jìn)而分析滑塊的運(yùn)動(dòng)情況即可求解;
(2)明確該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理即可正確解答本題,該題中,利用了功能關(guān)系來求摩擦系數(shù),即運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做功消耗彈簧的彈性勢(shì)能.
解:(1)測(cè)出AB間距離X1, AC間距離L;滑塊掛在豎直放置的彈簧下靜止時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)X2
(2)該過程中,物體運(yùn)動(dòng)克服摩擦力做功,消耗彈性勢(shì)能,即彈簧彈力做的正功等于克服摩擦力做功,所以要求彈簧彈力做功的大小,根據(jù)W= kx2,需要測(cè)量彈簧的形變量,即原長(zhǎng)和壓縮后的長(zhǎng)度的差值,需要測(cè)量彈簧的勁度系數(shù),可以根據(jù)彈簧掛物體時(shí)處的平衡狀態(tài)求出勁度系數(shù),
在整個(gè)過程中根據(jù)功能關(guān)系有:kx2=μmgS,所以要測(cè)量物體滑行的距離S,
μ=
點(diǎn)評(píng):對(duì)于這樣的課本之外的實(shí)驗(yàn)解答的突破口在于明確其實(shí)驗(yàn)原理,本題中要依據(jù)所提供信息,根據(jù)所學(xué)物理規(guī)律,明確該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理,對(duì)于考查學(xué)生綜合利用知識(shí)的能力起到很好的作用.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在地面上固定一個(gè)質(zhì)量為M的豎直木桿,一個(gè)質(zhì)量為m的人以加速度a沿桿勻加速向上爬,經(jīng)時(shí)間t,速度由零增加到v,在上述過程中,地面對(duì)木桿的支持力的沖量為(    )
A.(Mg+mg-ma)tB.(m+M)vC.(Mg+mg+ma)tD.mv

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如圖所示,光滑水平面上,水平恒力F拉小車和木塊一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng),它們的加速度都等于a .已知小車質(zhì)量為M,木塊質(zhì)量為m,木塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.則在運(yùn)動(dòng)過程中
A.木塊受到的摩擦力大小一定為
B.小車受到的合力大小為
C.小車受到的摩擦力大小為
D.木塊受到的合力大小為

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在地球表面,宇航員把一質(zhì)量為mA的重物放地面上(該處的重力加速度設(shè)為gA),現(xiàn)用一輕繩豎直向上提拉重物,讓繩中的拉力T由零逐漸增大,可以得到加速度a與拉力T的圖象OAB;登陸另一個(gè)星球地表面重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),也能得到一個(gè)相似的圖線OCD,下面關(guān)于OCD所描述的物體的質(zhì)量mc與在該星球地表面的重力加速度gc說法正確的是
A.mc>mA,gc≠gAB.mc<mA,gc≠gA
C.mc>mA,gc=gAD.mc<mA,gc=gA

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

欲使在粗糙斜面上勻速下滑的物體靜止,可采用的方法是(   )
A.在物體上疊放一重物
B.對(duì)物體施一垂直于斜面的力
C.對(duì)物體施一豎直向下的力
D.增大斜面傾角

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為,汽車的質(zhì)量為,當(dāng)它行駛在水平公路上時(shí),所受阻力為車所受重力的倍(),
問:(1)汽車所能達(dá)到的最大速度多大?
(2)汽車從靜止開始以的加速度作勻加速直線運(yùn)動(dòng),此過程能維持多長(zhǎng)時(shí)間?

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如圖所示,在傾角θ=30º的斜面上放置一段凹槽B,B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=,槽內(nèi)靠近右側(cè)壁處有一小物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn)),它到凹槽左側(cè)壁的距離
d=0.10m。A、B的質(zhì)量都為m=2.0kg,B與斜面間的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力,不計(jì)A、B之間的摩擦,斜面足夠長(zhǎng),F(xiàn)同時(shí)由靜止釋放A、B,經(jīng)過一段時(shí)間,A與B的側(cè)壁發(fā)生碰撞,碰撞過程不計(jì)機(jī)械能損失,碰撞時(shí)間極短。取g=10m/s2。求:

(1)畫出凹槽B運(yùn)動(dòng)的速度v隨時(shí)間t的變化圖象;
(2)物塊A與凹槽B的左側(cè)壁第n次碰撞后瞬間A、B的速度大;
(3)從初始位置到物塊A與凹槽B的左側(cè)壁發(fā)生第n次碰撞時(shí)B的位移大小。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

“在某次蹦極中,彈性繩彈力F的大小隨時(shí)間t的變化圖象如圖所示,其中時(shí)刻圖線的斜率最大。將蹦極過程近似為在豎直方向的運(yùn)動(dòng),彈性繩中彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系遵循胡克定律,空氣阻力不計(jì)。下列說法正確的是
A.t1~t2時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)員處于超重狀態(tài)
B.t2~t4時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能先增大后減小
C.t3時(shí)刻運(yùn)動(dòng)員的加速度為零
D.t4時(shí)刻運(yùn)動(dòng)員具有向上的最大速度

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一質(zhì)量為m的人站在勻加速豎直上升的電梯中,電梯上升的加速度大小為為重力加速度,則人對(duì)電梯的壓力大小為
A.B.C.D.

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同步練習(xí)冊(cè)答案