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高中三年级物理

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    某同学用铁架台将长木板倾斜支在水平桌面上,组成如图(1)所示装置(示意图),测量木块沿斜面下滑的加速度。所提供的仪器有长木板、木块、打点计时器(含纸带)、学生电源、米尺、铁架台及导线、开关等。图(2)是打点计时器打出的一条纸带,纸带上标注了几个计数点,相邻两个计数点间还有4个点没有标出,其中S1=7.06cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm,则:

    (1)A点处瞬时速度的大小是_______________m/s;
    (2)纸带加速度的大小是_______________m/s2(计算结果保留两位有效数字);
    (3)为了测定木块与长木板间的动摩擦因数,该同学还测量了斜面的高h和斜面的长L,设加速度a、重力加速度g,则动摩擦因数的计算式是_______________(用字母h、L、a和g表示)。
    本题信息:2010年江苏同步题物理实验题难度较难 来源:马凤霞
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本试题 “某同学用铁架台将长木板倾斜支在水平桌面上,组成如图(1)所示装置(示意图),测量木块沿斜面下滑的加速度。所提供的仪器有长木板、木块、打点计时器(含纸...” 主要考查您对

实验:探究小车速度随时间变化的规律

滑动摩擦力、动摩擦因数

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  • 实验:探究小车速度随时间变化的规律
  • 滑动摩擦力、动摩擦因数

实验目的:
1、练习使用打点计时器,学习利用打上点的纸带研究物体的运动。
2、学习用打点计时器测定即时速度和加速度。

实验原理:
1、打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它每隔0.02s打一次点(由于电源频率是50Hz),因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置,研究纸带上点之间的间隔,就可以了解物体运动的情况。
2、由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:如图所示,0、1、2……为时间间隔相等的各计数点,s1、s2、s3、……为相邻两计数点间的距离,若△s=s2-s1=s3-s2=……=恒量,即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。


3、由纸带求物体运动加速度的方法:
①用“逐差法”求加速度:即根据s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2(T为相邻两计数点间的时间间隔)求出a1=、a2=、a3=,再算出a1、a2、a3
②用v-t图法:即先根据vn=求出打第n点时纸带的瞬时速度,后作出v-t图线,图线的斜率即为物体运动的加速度。

实验器材:
小车,细绳,钩码,一端附有定滑轮的长木板,打点计时器,低压交流电源,导线两根,纸带,米尺。

实验步骤:
1、把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路,如图所示;


2、把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,并在细绳的另一端挂上合适的钩码,试放手后,小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离,把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面;
3、把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,再放开小车,让小车运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,取下纸带,换上新纸带,重复实验三次;
4、选择一条比较理想的纸带,舍掉开头的比较密集的点子,确定好计数始点0,标明计数点,正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离,用逐差法求出加速度值,最后求其平均值。也可求出各计数点对应的速度,作v-t图线,求得直线的斜率即为物体运动的加速度。

注意事项:
1、开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。
2、应该先接通电源,再释放小车,当小车到达滑轮前及时用手按住。
3、先断开电源,再取下纸带。
4、对于电磁打点计时器,如打出的点较轻或是短线时,应调整振针距复写纸的高度。
5、选择一条理想的纸带,是指纸带上的点迹清晰,适当舍弃点密集部分,适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T等于(n-1)t。
6、每打好一条纸带,将定位轴上的复写纸换个位置,以保证打点清晰(注意此项只对于电磁打点计时器才适用)。
7、不要分段测量各段位移,应一次测出各计数点与0计数点的距离,再逐个计算x1、x2、x3…,读数时应估读到0.1mm。
8、尽可能保证小车做匀加速直线运动的方法是:
      ①细绳尽可能与板面保持平行;
      ②滑轮和车轮灵活;
      ③长木板表面粗糙程度、纸带与打点计时器之间的摩擦基本保持一致。


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:




摩擦力大小的计算方法:


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