Question

【題目】物理小組在一次探究活動(dòng)中測量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)．實(shí)驗(yàn)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(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細(xì)線與托盤連接．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz．開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，在紙帶上打出一系列小點(diǎn)．

（1）圖2給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算的加速度a= （保留三位有效數(shù)字）．

（2）回答下列兩個(gè)問題：

①為測量動(dòng)摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)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(zhì)量m1

C．滑塊的質(zhì)量m2

D．托盤和砝碼的總質(zhì)量m3

E．滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t

②測量①中所選定的物理量時(shí)需要的實(shí)驗(yàn)器材是 ．

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

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(xì)繩質(zhì)量．

【解析】試題分析：（1）由勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(jì)算動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式，根據(jù)表達(dá)式判斷需要測量哪些物理量，根據(jù)需要測量的物理量選擇實(shí)驗(yàn)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(xì)繩質(zhì)量，導(dǎo)致測量的動(dòng)摩擦因數(shù)偏大．

解：（1）由逐差法得：a=．

（2）對系統(tǒng)由牛頓第二定律得：m3g﹣μm2g=（m2+m3）a，

解得：μ=，

據(jù)此可知為測量動(dòng)摩擦因數(shù)，還應(yīng)測量的有滑塊的質(zhì)量m2，托盤和砝碼的總質(zhì)量m3，測量質(zhì)量需要的實(shí)驗(yàn)器材是天平．

（3）由（2）的分析可知滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)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(xì)繩質(zhì)量，導(dǎo)致測量的動(dòng)摩擦因數(shù)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(xì)繩質(zhì)量．