Question

5．測(cè)量物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)的方法很多，現(xiàn)給出長(zhǎng)木板、滑塊、彈簧測(cè)力計(jì)等器材測(cè)定滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)放開(kāi)鉤碼，滑塊在長(zhǎng)木板上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，處理紙帶，得到滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度；改變鉤碼個(gè)數(shù)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)；以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為縱軸，加速度為橫軸，得到的圖象是縱軸截距大小等于b的一條傾斜直線(xiàn)，直線(xiàn)的斜率為k，如圖乙所示，忽略滑輪與繩之間的摩擦，重力加速度為g．

（1）滑塊和動(dòng)滑輪的總質(zhì)量m=2k；
（2）滑塊和長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{kg}$；
（3）寫(xiě)出能減小實(shí)驗(yàn)誤差的一條有效措施：在鉤碼個(gè)數(shù)不變的情況下，多次試驗(yàn)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，求平均值．

Answer 1

分析 （1）（2）由實(shí)驗(yàn)方案可知，滑塊受到的拉力為彈簧秤示數(shù)的兩倍，滑塊同時(shí)受摩擦力，由牛頓第二定律可得彈簧秤示數(shù)與加速度a的關(guān)系．由圖象可得摩擦因數(shù)．
（3）使細(xì)線(xiàn)與桌面保持平行，才能保證彈力的兩倍等于小車(chē)受到的拉力．

解答 解：（1）滑塊受到的拉力T為彈簧秤示數(shù)的兩倍，即：
T=2F
滑塊受到的摩擦力為：
f=μmg
由牛頓第二定律可得：
T-f=ma
解得力F與加速度a的函數(shù)關(guān)系式為：
$F=\frac{m}{2}a+\frac{μmg}{2}$
由圖象所給信息可得圖象截距為：
$b=\frac{μmg}{2}$
解得：m=2k，μ=$\frac{kg}$．
（2）減小實(shí)驗(yàn)誤差的有效措施：在鉤碼個(gè)數(shù)不變的情況下，多次試驗(yàn)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，求平均值；掛鉤碼改為掛小桶加沙，獲得多組數(shù)據(jù)，減小實(shí)驗(yàn)誤差等．
故答案為：（1）2k；（2）$\frac{kg}$；（3）在鉤碼個(gè)數(shù)不變的情況下，多次試驗(yàn)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，求平均值．

點(diǎn)評(píng) 本題重點(diǎn)是考察學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力及運(yùn)用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力，對(duì)這種創(chuàng)新類(lèi)型的題目，應(yīng)仔細(xì)分析給定的方案和數(shù)據(jù)，建立物理模型．