2.如圖所示,NM是水平桌面,PM是一端帶有滑輪的長木板,1、2是固定在木板上的兩個光電門.質(zhì)量為M的滑塊A上固定一遮光條,在質(zhì)量為m的重物B牽引下從木板的頂端由靜止滑下,光電門1、2記錄遮光時間分別為△t1和△t2.(重力加速度為g)
(1)若用此裝置測量滑塊運動的加速度,需測量的物理量有兩光電門間的距離L;遮光條的寬度d,測量的加速度的表達式為$\frac{{{(\frac2apd78w{{△t}_{2}})}^{2}-(\fracgpfgks7{{△t}_{1}})}^{2}}{2L}$;
(2)若用此裝置驗證牛頓第二定律,且認為滑塊A受到外力的合力等于B重物的重力,除平衡摩擦力外,還必須滿足M>>m;
(3)若木板PM水平放置在桌面上,用此裝置測量滑塊與木板間的摩擦因數(shù),則動摩擦因數(shù)的表達式為$\frac{M}{m}$-$\frac{M+m}{m}$•$\frac{{{(\fracm46ua7w{{△t}_{2}})}^{2}-(\fracr3mc8t4{{△t}_{1}})}^{2}}{2gL}$(可用(1)中測量的物理量表示).

分析 根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度求出滑塊通過光電門1、2的瞬時速度,結(jié)合速度位移公式求出加速度.
為了認為A所受的外力合力等于B的重力,首先需要平衡摩擦力,其次是重物的質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量.
根據(jù)牛頓第二定律知動摩擦因數(shù).

解答 解:(1)滑塊通過光電門1的瞬時速度為v1=$\fracarfhjja{{△t}_{1}}$,滑塊經(jīng)過光電門2的瞬時速度為v2=$\fracafw8tkx{{△t}_{2}}$,
根據(jù)位移速度公式:v22-v12=2aL
得:a=$\frac{{{(\fractlkxrrp{{△t}_{2}})}^{2}-(\fracj524pv9{{△t}_{1}})}^{2}}{2L}$
由表達式可以看出還需要測量出兩光電門間的距離L,遮光條的寬度d;
(2)根據(jù)牛頓第二定律,對整體有:a=$\frac{mg}{m+M}$,則繩子的拉力為:F=Ma=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$,
所以除平衡摩擦力外,還必須滿足M>>m.
(3)根據(jù)牛頓運動定律知a=$\frac{mg-μMg}{m+M}$
解得:μ=$\frac{M}{m}$-$\frac{M+m}{m}$•$\frac{{{(\frachnnaaee{{△t}_{2}})}^{2}-(\fracx3v01xx{{△t}_{1}})}^{2}}{2gL}$
故答案為:(1)兩光電門間的距離L;遮光條的寬度d;$\frac{{{(\fracih8ydut{{△t}_{2}})}^{2}-(\fracum78xux{{△t}_{1}})}^{2}}{2L}$
(2)M>>m;
(3)$\frac{M}{m}$-$\frac{M+m}{m}$•$\frac{{{(\fraclk1crlc{{△t}_{2}})}^{2}-(\frac3ib7t85{{△t}_{1}})}^{2}}{2gL}$

點評 解決本題的關(guān)鍵知道驗證牛頓第二定律實驗中的兩個認為:1、認為繩子的拉力等于滑塊的合力,(前提需平衡摩擦力),2、認為重物的拉力等于繩子的拉力,(前提是重物的質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量).注意受力分析結(jié)合牛頓第二定律列式求解.

練習(xí)冊系列答案
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12.如圖甲所示,相距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置,導(dǎo)軌一部分處在以O(shè)O′為右邊界勻強磁場中,勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直導(dǎo)軌平面向下,導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R,導(dǎo)軌電阻忽略不計.在距邊界OO′也為L處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻r的金屬桿ab.

(1)若金屬桿ab固定在導(dǎo)軌上的初位置,磁場的磁感應(yīng)強度在t時間內(nèi)由B均勻減小到零,求此過程中電阻R上產(chǎn)生的電量q.
(2)若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運動3L距離,其速度-位移的關(guān)系圖象如圖乙所示(圖中所示量為已知量).求此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1
(3)若ab桿固定在導(dǎo)軌上的初始位置,使勻強磁場保持大小不變繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動.若磁場方向由圖示位置開始轉(zhuǎn)過$\frac{π}{2}$的過程中,電路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q2.則磁場轉(zhuǎn)動的角速度ω大小是多少?

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13.兩條電阻不計的光滑金屬導(dǎo)軌平行固定在傾角為37°的斜面上,兩導(dǎo)軌間距為L=0.5m.上端通過導(dǎo)線與R=2Ω的電阻連接,下端通過導(dǎo)線與RL=4Ω的小燈泡連接.在CDFE矩形區(qū)域內(nèi)有垂直斜面向上的勻強磁場,CE間距離d=2m.CDFE區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示,在t=0時,一阻值為R0=2Ω的金屬棒從AB位置由靜止開始運動,4秒末恰好進入磁場區(qū)域,然后在磁場中作勻速直線運動.(sin37°=0.6,g=10m/s2

(1)0-4秒電路中感應(yīng)電動勢的大;
(2)金屬棒AB質(zhì)量為0.2kg,金屬棒AB進入磁場后作勻速直線運動,求金屬棒AB在磁場中運動的速度大小.
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10.(1)某多用電表Ω擋的中央刻度值為“15”,若用它測量阻值R約為1.4kΩ的電阻,應(yīng)該把選擇開關(guān)調(diào)至倍率為×100擋.
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①寫出實驗步驟.
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17.某中學(xué)生正在水平地面上試驗自制的一枚火箭,火箭經(jīng)點火升空后,在豎直方向上運動的v-t圖象如圖所示,則下列說法中正確的是(  )
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7.如圖所示,墻壁與斜面體的接觸面處處相同,用垂直于斜面的力推著斜面體沿著豎直固定墻壁勻速下滑,下列說法正確的是( 。
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C.如果増大推力,斜面體一定加速下滑
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17.一個重50N的物體,在光滑的水平面上以3m/s的速度作勻速直線運動,這個物體的合力應(yīng)為( 。
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