Question

【題目】為了測量物塊和桌面之間的動摩擦因數，某同學設計了如圖甲所示的實驗裝置，帶滑輪的長木板水平放置，板上固定的兩個光電門相距為L=0.5m，滑塊上遮光板的寬度d用游標卡尺測出，示數如圖乙所示，質量為m=0.5 kg的滑塊通過細線與重物相連，通過力傳感器獲得細線的拉力F=3N，讓滑塊由靜止釋放，記錄滑塊的遮光板通過光電門1、光電門2所用的時 間分別為t1=0.02s、t2=0.01 s．

（1）遮光板的寬度為d=___________________cm．

（2）滑塊的加速度表達式為_____________（用題中所給符號表示），滑塊與桌面之間的動摩擦因數為_____________（保留兩位有效數字）．

（3）如果實驗中力傳感器出現問題后被拆掉，該同學用重物P所受的重力Mg代替細線對滑塊的拉力完成了實驗，為使誤差盡可能減小，應滿足的實驗條件是__________．

Answer 1

【答案】①2.00； ②；0.3；③M＜＜m．

【解析】

①由圖示游標卡尺可知，其示數為20mm+0×0.1mm=20.0mm=2.00cm；
②滑塊經過兩光電門時的速度：v1=，v2=，由速度位移公式可得：v22-v12=2aL，解得：，代入數據解得：a=3m/s2，由牛頓第二定律得：F-μmg=ma，代入數據解得：μ=0.30；
③以滑塊為研究對象，由牛頓第二定律得：F-μmg=ma，解得：μ=，細線對滑塊的拉力F小于重物的重力Mg，實驗時認為滑塊受到的拉力為Mg，由μ=可知，所測μ偏大；當M比m越小，拉力F越接近于Mg，為了減小實驗誤差，需要滿足的條件是：M遠遠小于m，M＜＜m．
故答案為：①2.00；②；0.3；③大；M＜＜m．