Question

18．如圖1為測(cè)量物塊與水平桌面質(zhì)檢動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A．用天平測(cè)得物塊質(zhì)量M為500g、重物m的質(zhì)量為100g；
B．調(diào)整長(zhǎng)木板上的輕滑輪，使細(xì)線水平；
C．調(diào)整長(zhǎng)木板傾斜程度，平衡摩擦力
D．打開(kāi)電源，讓物塊由靜止釋放，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出點(diǎn)跡；
E．多次重復(fù)步驟D，選取點(diǎn)跡清晰的理想紙帶，求出加速度a；
F．根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出動(dòng)摩擦因數(shù)u，整理儀器，結(jié)束實(shí)驗(yàn)．

回答下列問(wèn)題：
①以上實(shí)驗(yàn)步驟中，不需要的步驟是C．
②其中一條紙帶如圖2所示，各點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，則物塊的加速度a=1.25m/s²（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，可求出動(dòng)摩擦因數(shù)u=$\frac{mg-（M+m）a}{Mg}$（用M、m、a和重力加速度g表示）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和要求事項(xiàng)分析答題；
（2）由導(dǎo)出公式：△x=aT²，即可求出加速度；
（3）由動(dòng)能定理列方程求出動(dòng)摩擦因數(shù)．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)的目的是為了測(cè)量物塊與長(zhǎng)木板之間的摩擦因數(shù)，所以在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，不能調(diào)整長(zhǎng)木板傾斜程度，平衡摩擦力，否則不能測(cè)量摩擦因數(shù)．
所以不需要的步驟是C．
（2）各點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，所以時(shí)間間隔是5t₀=5×0.02s=00.1s
物塊的加速度：${a}_{1}=\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2{T}^{2}}$，${a}_{2}=\frac{{x}_{4}-{x}_{2}}{2{T}^{2}}$
物塊的加速度：$a=\frac{{a}_{1}+{a}_{2}}{4{T}^{2}}=\frac{{x}_{3}+{x}_{4}-{x}_{1}-{x}_{2}}{4{T}^{2}}=\frac{0.0869+0.0995-0.0619-0.0745}{4×0．{1}^{2}}$m/s²=1.25m/s²
（3）對(duì)M、m組成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律得：mg-μMg=（M+m）a，
解得：$μ=\frac{mg-（M+m）a}{Mg}$．
故答案為：①C； ②1.25； ③$\frac{mg-（M+m）a}{Mg}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、求動(dòng)摩擦因數(shù)、求加速度，知道實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)原理、應(yīng)用牛頓第二定律與勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論即可正確解題