Question

11．某物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)．實驗裝置如圖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，其一端與電磁打點計時器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接．打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz．開始實驗時，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運動，在紙帶上打出一系列小點．

（1）圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點（圖中未標出），計數(shù)點間的距離如圖所示．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算的加速度a=0.496m/s²（保留三位有效數(shù)字）．
（2）回答下列兩個問題：
a．為測量動摩擦因數(shù)，下列物理量中還應測量的有CD．（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、滑塊運動的時間t
b．滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=$\frac{{m}_{3}g-{（m}_{2}{+m}_{3}）a}{{m}_{2}g}$ （用被測物理量的字母表示，重力加速度為g）．

Answer 1

分析 （1）利用逐差法△x=aT²可以求出物體的加速度大小；
（2）根據(jù)牛頓第二定律有=ma，由此可知需要測量的物理量．
（3）根據(jù)牛頓第二定律的表達式，可以求出摩擦系數(shù)的表達式．由于木塊滑動過程中受到空氣阻力，因此會導致測量的動摩擦因數(shù)偏大．

解答 解：（1）由勻變速運動的推論△x=aT²可知：
加速度a=$\frac{（3.88+3.39+2.88）-（2.4+1.89+1.4）}{9{×（0.1）}^{2}}$=0.496m/s²．
（2）a、以系統(tǒng)為研究對象，由牛頓第二定律得：
m₃g-f=（m₂+m₃）a，
滑動摩擦力：f=m₂gμ，
解得：μ=$\frac{{m}_{3}g-{（m}_{2}{+m}_{3}）a}{{m}_{2}g}$，
要測動摩擦因數(shù)μ，
需要測出：滑塊的質(zhì)量m₂ 與托盤和砝碼的總質(zhì)量m₃，
故選：CD；
b、滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=$\frac{{m}_{3}g-{（m}_{2}{+m}_{3}）a}{{m}_{2}g}$．
故答案為：（1）0.496，
（2）CD 
（3）$\frac{{m}_{3}g-{（m}_{2}{+m}_{3}）a}{{m}_{2}g}$

點評 能夠從物理情境中運用物理規(guī)律找出所要求解的物理量間的關(guān)系，表示出需要測量的物理量，運用儀器進行測量，正確的進行有關(guān)誤差分析．