Question

(8分)圖甲為測量物塊與水平桌面之間動摩擦因數的實驗裝置示意圖，細線平行于桌面，物塊和遮光片的總質量為M、重物的質量為m，遮光片的寬度為d，兩光電門之間的距離為s。讓物塊從光電門A的左側由靜止釋放，分別測出遮光片通過光電門A、B所用的時間為t_A和t_B，用遮光片通過光電門的平均速度表示遮光片豎直中線通過光電門的瞬時速度。

⑴如果物塊運動的加速度為a，則物塊與水平桌面之間動摩擦因數μ為       ；
A．         B．
C．          D．
⑵利用實驗中測出的物理量，算出物塊運動的加速度a為       ；
A．            B．
C．             D．
⑶遮光片通過光電門的平均速度       (選填“大于”、“等于”或“小于”)遮光片豎直中線通過光電門的瞬時速度，由此會產生誤差，請寫出一種減小這一誤差的方法。
答：                                     。

Answer 1

⑴A；⑵B；⑶小于，減小遮光板的寬度。

試題分析：⑴對物塊(含遮光片)、重物系統，根據牛頓第二定律有：mg－μMg＝(M＋m)a，解得；μ＝，故選項A正確；
⑵物塊(含遮光片)做勻加速直線運動，根據勻變速直線運動速度-位移關系有：2as＝－，根據題意有：v_A＝，v_B＝，聯立以上三式解得：a＝，故選項B正確；
⑶根據勻變速直線運動規律可知，對同一段運動而言，中點位移速度為：v_s/2＝，中點時刻速度為：v_t/2＝，等于該過程的平均速度，因此，總有：v_t/2＜v_s/2，即遮光片通過光電門的平均速度小于遮光片豎直中線通過光電門的瞬時速度，若v₀＝v_t，則v_t/2＝v_s/2，所以當通過的位移段較小時，初、末速度相差較小，即減小遮光板的寬度，可以減小這一誤差。