某小组设计了如图所示的实验,用于测定滑块与斜面间的动摩擦因数。将一个小球和待测滑块用细绳连接,跨在斜面上端,开始时小球和滑块均静止,剪断细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操作,直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,用刻度尺测出小球下落的高度H,滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x,不计空气阻力。
11.滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________。
12.滑块与斜面间的动摩擦因数为__________。
13.某同学想要更精确的测量该实验中的数据,故利用螺旋测微器对小球的直径进行测量,螺旋测微器的结构如甲图所示。该同学在检查仪器时发现,由于该螺旋测微器的不恰当使用,使得当转动旋钮A使微测螺杆B旋至与砧台C靠紧时,此时螺旋测微器的读数应该为0.000mm,但该仪器的状态却如图甲中所示(图中所示效果略有夸大),这说明使用该螺旋测微器进行测量时,每次读数都会产生 mm的误差,该同学仍然使用这个螺旋测微器进行测量。在进行了正确的操作后,螺旋测微器的状态如图乙所示,则该小球的直径的正确测量值应为 mm。
(1)
:(1)由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,说明小球和滑块的运动时间相同,对滑块,位移:x=at2
对小球,位移:H=gt2
解得:=
由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,说明小球和滑块的运动时间相同,由匀加速运动的位移时间公式和自由落体的位移时间公式即可求得加速度的比值;由牛顿第二定律及几何关系即可求得滑块与斜面间的动摩擦因数
测定动摩擦因数实验,应用匀加速直线运动和自由落体运动、牛顿第二定律即可正确解题,解题时要注意数学知识的应用
(2)
:(2)设斜面倾角为α,则:
sinα=,cosα=
对滑块,由牛顿第二定律得:
mgsinα-μmgcosα=ma
加速度:
a=
解得:μ=
由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,说明小球和滑块的运动时间相同,由匀加速运动的位移时间公式和自由落体的位移时间公式即可求得加速度的比值;由牛顿第二定律及几何关系即可求得滑块与斜面间的动摩擦因数
测定动摩擦因数实验,应用匀加速直线运动和自由落体运动、牛顿第二定律即可正确解题,解题时要注意数学知识的应用
(3)0.010 ± 0.002 ,4.705 ± 0.004
略
由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,说明小球和滑块的运动时间相同,由匀加速运动的位移时间公式和自由落体的位移时间公式即可求得加速度的比值;由牛顿第二定律及几何关系即可求得滑块与斜面间的动摩擦因数
测定动摩擦因数实验,应用匀加速直线运动和自由落体运动、牛顿第二定律即可正确解题,解题时要注意数学知识的应用