Question

4．為了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如下圖（甲）所示的實(shí)驗(yàn)裝置：一個(gè)木塊放在水平長(zhǎng)木板上，通過(guò)細(xì)線跨過(guò)定滑輪與鉤碼相連，木塊另一端與紙帶相連，在鉤碼牽引下，木塊向左運(yùn)動(dòng)，鉤碼落地后，木塊做勻減速運(yùn)動(dòng)．打出的紙帶如圖（乙）所示（之間各有一個(gè)點(diǎn)沒(méi)標(biāo)出），不計(jì)紙帶所受到的阻力．交流電頻率為50Hz，重力加速度g取10m/s²．

①木塊加速階段的加速度為1.5m/s²；（本題計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
②木塊減速階段的加速度為1.0m/s²，木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1；
③某同學(xué)發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)中未平衡木塊與木板間的摩擦力，接著他斷開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，
同時(shí)還采取如下措施：
a．取下鉤碼；
b．將木板右端墊高，使木塊沿木板下滑；
c．判斷已平衡好摩擦力的標(biāo)準(zhǔn)是與木塊相連的紙帶打出的點(diǎn)間隔均勻．

Answer 1

分析 ①利用勻變速運(yùn)動(dòng)的推論△x=at²求出木塊加速階段的加速度；
②利用勻變速運(yùn)動(dòng)的推論△x=at²求出木塊減速階段的加速度；重物落地后，木塊受到的合力等于滑動(dòng)摩擦力，由牛頓第二定律可以求出動(dòng)摩擦因數(shù)；
③平衡摩擦力時(shí)不能懸掛重物．并根據(jù)平衡摩擦力后的現(xiàn)象確定答案．

解答 解：由圖乙所示紙帶可知，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為：t=0.02s×2=0.04s；
①木塊加速階段的加速度約為：a=$\frac{△s}{{t}^{2}}$=$\frac{0.0156-0.0132}{（0.04）^{2}}$=1.5m/s²；
②木塊做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度約為：a′=$\frac{△s′}{{t}^{2}}$=$\frac{0.0148-0.0164}{（0.04）^{2}}$=-1.0m/s²，
由牛頓第二定律得：-μmg=ma′，
解得動(dòng)摩擦因數(shù)為：μ=0.10；
③平衡木塊與木板間的摩擦力時(shí)，應(yīng)當(dāng)取下鉤碼，將木板右端墊高，使木塊沿木板勻速下滑；若有效平衡掉摩擦力后，物體將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則紙帶打出的點(diǎn)跡是均勻的．
故答案為：①1.5；②1.0，0.1；③取下鉤碼．右．與木塊相連的紙帶打出的點(diǎn)間隔均勻（或木塊在木板上勻速運(yùn)動(dòng)）

點(diǎn)評(píng) 該題考查加速度的計(jì)算，解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的關(guān)鍵是正確理解實(shí)驗(yàn)原理，加強(qiáng)基本物理知識(shí)在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，同時(shí)不斷提高應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解答物理問(wèn)題的能力．