Question

14．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(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，有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，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz，另一端通過跨過定滑輪的細(xì)線與托盤連接．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，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=0.495～0.497m/s² （保留三位有效數(shù)字）．
（2）為測量動摩擦因數(shù)，除打出紙帶外，下列物理量中還應(yīng)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(yùn)動的時(shí)間t
（3）滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=$\frac{{{m_3}g-（{m_2}+{m_3}）a}}{{{m_2}g}}$ （用被測物理量的符號表示，重力加速度為g）．與真實(shí)值相比，測量的動摩擦因數(shù)偏大 （填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

分析 （1）利用逐差法△x=aT²可以求出物體的加速度大小，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度大小可以求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度大��；
（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(dá)式，可以求出摩擦系數(shù)的表達(dá)式．由于木塊滑動過程中受到空氣阻力，因此會導(dǎo)致測量的動摩擦因數(shù)偏大．

解答 解：（1）由△x=aT²即可算出a=$\frac{{a}_{1}+{a}_{2}+{a}_{3}}{3}=\frac{2.88-1.40+3.39-1.89+3.88-2.40}{9×0.0{2}^{2}}$=0.496m/s²
（2）根據(jù)f=T-m₂a=m₃g-m₃a-m₂a可知，還需測出滑塊的質(zhì)量m₂、托盤和砝碼的總質(zhì)量m₃，所以選 CD
（3）由f=μm₂g=T-m₂a=m₃g-m₃a-m₂a可得，μ=$\frac{{{m_3}g-（{m_2}+{m_3}）a}}{{{m_2}g}}$．因?yàn)闆]有考慮打點(diǎn)計(jì)時(shí)器給紙帶的阻力或滑輪給細(xì)線的摩擦力，所以測量的動摩擦因數(shù)偏大
故答案為：（1）0.495～0.497m/s² （2）CD（3）$\frac{{{m_3}g-（{m_2}+{m_3}）a}}{{{m_2}g}}$；偏大．

點(diǎn)評 解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，同時(shí)要熟練應(yīng)用所學(xué)基本規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問題．