Question

為了測(cè)量?jī)蓮埣堉�間的動(dòng)摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：如圖所示，在木塊A和板B上貼上待測(cè)的紙，B木板水平固定，砂桶通過細(xì)線與木塊A相連，調(diào)節(jié)砂桶中砂的多少，使木塊A勻速向左運(yùn)動(dòng)．測(cè)出砂桶和砂的總質(zhì)量m，以及貼紙木塊A的質(zhì)量M．
（1）用M和m表示出兩紙間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ的表達(dá)式為______；
（2）在實(shí)際操作中，發(fā)現(xiàn)要保證木塊A做勻速運(yùn)動(dòng)較困難，所以調(diào)節(jié)沙桶中沙的多少，讓木塊改做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，并想辦法測(cè)出加速度a的大小．
①測(cè)量木塊加速度a的方法是______；
②還要添加的器材有______；
③根據(jù)改進(jìn)的方案，動(dòng)摩擦因數(shù)μ的表達(dá)式是______；（用M，m，a表示）

Answer 1

解：（1）木塊A勻速向左運(yùn)動(dòng)，則木塊A所受合力為0．繩子的拉力等于A所受的滑動(dòng)摩擦力．滑動(dòng)摩擦力f=μF_N=μMg．由于沙桶和沙勻速運(yùn)動(dòng)，故繩子拉力F=mg．故有mg=μMg，解得μ=
（2）①在木板B上適當(dāng)位置安裝兩個(gè)光電門，用游標(biāo)卡尺測(cè)量?jī)晒怆婇T間的距離x；用游標(biāo)卡尺測(cè)量木塊的寬度L；結(jié)合光電門記錄的時(shí)間t₁、t₂計(jì)算出通過光電門時(shí)的木塊的速度v₁=、v₂=，有運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得加速度為：a=
②電源、導(dǎo)線、光電門、游標(biāo)卡尺
③由牛頓第二定律得：mg-μMg=Ma，故μ=
故答案為：；在木板B上適當(dāng)位置安裝兩個(gè)光電門，用游標(biāo)卡尺測(cè)量?jī)晒怆婇T間的距離x，用游標(biāo)卡尺測(cè)量木塊的寬度L，結(jié)合光電門記錄的時(shí)間t₁、t₂計(jì)算出通過光電門時(shí)的木塊的速度v₁、v₂，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得加速度為：a=；電源、導(dǎo)線、光電門、游標(biāo)卡尺；
分析：（1）滑動(dòng)摩擦力大小f=μF_N，而沙桶和沙勻速運(yùn)動(dòng)，則繩子拉力F=mg；
（2）測(cè)定加速度的方法很多，如使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器法，使用光電門法等等
點(diǎn)評(píng)：本題考查了滑動(dòng)摩擦力的大小及其相關(guān)因素，測(cè)定物體運(yùn)動(dòng)的加速度的方法，方法不唯一，比較靈活多變，技巧性很強(qiáng)，值得學(xué)習(xí)．