Question

圖為測(cè)量物塊與水平桌面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，細(xì)線平行于桌面，物塊和遮光片的總質(zhì)量為M、重物的質(zhì)量為m，遮光片的寬度為d，兩光電門之間的距離為s．讓物塊從光電門A的左側(cè)由靜止釋放，分別測(cè)出遮光片通過(guò)光電門A、B所用的時(shí)間為t_A和t_B，用遮光片通過(guò)光電門的平均速度表示遮光片豎直中線通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度．
（1）如果物塊運(yùn)動(dòng)的加速度為a，則物塊與水平桌面之間動(dòng)摩擦因數(shù)μ為

 

；
A．

mg-(M+m)a

Mg

B．

Mg-(M+m)a

mg

C．

mg-Ma

Mg

D．

mg-Ma

mg

（2）利用實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的物理量，算出物塊運(yùn)動(dòng)的加速度a為

 

；
A．

d2

2s

(

1

t 2 A

-

1

t 2 B

)B．

d2

2s

(

1

t 2 B

-

1

t 2 A

)C．

d

t   A tB

D．

d(tA-tB)

t   A tB(tA+tB)

（3）遮光片通過(guò)光電門的平均速度

 

（選填“大于”、“等于”或“小于”）遮光片豎直中線通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度，由此會(huì)產(chǎn)生誤差，請(qǐng)寫(xiě)出一種減小這一誤差的方法．答：

 

．

Answer 1

分析：（1）分別對(duì)m和M進(jìn)行受力分析，然后使用牛頓第二定律即可求得摩擦因數(shù)；
（2）遮光板通過(guò)光電門的時(shí)間很短，可以用對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度；根據(jù)速度位移關(guān)系公式2as=

v

2 B

-

v

2 A

列式求解；
（3）遮光片通過(guò)光電門的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，而物塊做加速運(yùn)動(dòng)前一半的時(shí)間內(nèi)的位移小于后一半時(shí)間內(nèi)的位移．

解答：解：（1）對(duì)m：mg-F_拉=ma
對(duì)M：F_拉-μMg=Ma
解得：μ=

mg-(M+m)a

Mg

故選：A；
（2）由于遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間極短，可以用平均速度表示瞬時(shí)速度，故
vA=

d

tA

；vB=

d

tB

由運(yùn)動(dòng)學(xué)的導(dǎo)出公式：2as=

v

2 B

-

v

2 A

解得：a=

v 2 B - v 2 A

2s

=

d2

2s

(

1

t 2 B

-

1

t 2 A

)；
故選：B；
（3）遮光片通過(guò)光電門的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，而物塊做加速運(yùn)動(dòng)前一半的時(shí)間內(nèi)的位移小于后一半時(shí)間內(nèi)的位移，所以時(shí)間到一半時(shí)，遮光片的中線尚未到達(dá)光電門，所以遮光片通過(guò)光電門的平均速度小于遮光片豎直中線通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度．為減小實(shí)驗(yàn)的誤差，可以減小遮光片的寬度，也可以通過(guò)計(jì)算，消除理論誤差．
故答案為：（1）A；（2）B；（3）小于，減小遮光片的寬度．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵明確探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，知道減小系統(tǒng)誤差的兩種方法，不難．