Question

【題目】物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數．實驗裝置如圖1，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點計時器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接．打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz．開始實驗時，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運動，在紙帶上打出一系列小點．

（1）圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計數點，每相鄰兩計數點間還有4個打點（圖中未標出），計數點間的距離如圖所示．根據圖中數據計算的加速度a= （保留三位有效數字）．

（2）回答下列兩個問題：

①為測量動摩擦因數，下列物理量中還應測量的有 ．（填入所選物理量前的字母）

A．木板的長度l

B．木板的質量m1

C．滑塊的質量m2

D．托盤和砝碼的總質量m3

E．滑塊運動的時間t

②測量①中所選定的物理量時需要的實驗器材是 ．

（3）滑塊與木板間的動摩擦因數μ= （用被測物理量的字母表示，重力加速度為g）．與真實值相比，測量的動摩擦因數 （填“偏大”或“偏小”）．寫出支持你的看法的一個論據： ．

Answer 1

【答案】（1）0.497m/s2；2）①CD；②天平；（3），偏大，忽略了紙帶與限位孔之間的摩擦力、空氣阻力、滑輪處的摩擦力、細繩質量．

【解析】試題分析：（1）由勻變速直線運動的推論△x=aT2，利用逐差法求出加速度；

（2）利用牛頓第二定律列式，求出計算動摩擦因數的表達式，根據表達式判斷需要測量哪些物理量，根據需要測量的物理量選擇實驗器材；

（3）由于忽略了紙帶與限位孔之間的摩擦力、空氣阻力、滑輪處的摩擦力、細繩質量，導致測量的動摩擦因數偏大．

解：（1）由逐差法得：a=．

（2）對系統由牛頓第二定律得：m3g﹣μm2g=（m2+m3）a，

解得：μ=，

據此可知為測量動摩擦因數，還應測量的有滑塊的質量m2，托盤和砝碼的總質量m3，測量質量需要的實驗器材是天平．

（3）由（2）的分析可知滑塊與木板間的動摩擦因數為：

μ=，

由于忽略了紙帶與限位孔之間的摩擦力、空氣阻力、滑輪處的摩擦力、細繩質量，導致測量的動摩擦因數偏大．

故答案為：（1）0.497m/s2；2）①CD；②天平；（3），偏大，忽略了紙帶與限位孔之間的摩擦力、空氣阻力、滑輪處的摩擦力、細繩質量．