Question

13．測(cè)定木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)時(shí)，采用如圖1所示的裝置，圖中長(zhǎng)木板水平固定．
（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)接在交流（選填“直流”或“交流”）電源上．調(diào)整定滑輪高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行．
（2）已知重力加速度為g，測(cè)得木塊的質(zhì)量為M，砝碼盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量為m，木塊的加速度為a，則木塊與長(zhǎng)木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{{mg-（{m+M}）a}}{Mg}$（用字母M、m、a、g表示）．
（3）如圖2為木塊在水平木板上帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫(huà)出．從紙帶上測(cè)出x₁=3.20cm，x₂=4.52cm，x₅=8.42cm，x₆=9.70cm．則木塊在計(jì)數(shù)點(diǎn)1處的速度大小v=0.39m/s，整個(gè)過(guò)程中的加速度大小a=1.3 m/s²（已知交流電頻率f=50Hz，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 了解實(shí)驗(yàn)儀器的使用和注意事項(xiàng)．
對(duì)木塊、砝碼盤(pán)和砝碼進(jìn)行受力分析，運(yùn)用牛頓第二定律求出木塊與長(zhǎng)木板間動(dòng)摩擦因數(shù)．
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的加速度．

解答 解：（1）電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)接在交流電源上．調(diào)整定滑輪高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行．
（2）對(duì)木塊、砝碼盤(pán)和砝碼進(jìn)行受力分析，
運(yùn)用牛頓第二定律得：
對(duì)木塊：F-μMg=Ma
對(duì)砝碼盤(pán)和砝碼：mg-F=ma
由上式得：μ=$\frac{{mg-（{m+M}）a}}{Mg}$；
（3）相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫(huà)出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s
根據(jù)平均速度等于中時(shí)刻的瞬時(shí)速度，則有：v₁=$\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}$=$\frac{0.032+0.0452}{2×0.1}$≈0.39m/s；
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：△x=at²，
a=$\frac{0.0842+0.097-0.032-0.0452}{2×（2×0.1）^{2}}$≈1.3m/s²．
故答案為：（1）交流，細(xì)線與長(zhǎng)木板平行；（2）$\frac{{mg-（{m+M}）a}}{Mg}$；（3）0.39，1.3．

點(diǎn)評(píng) 能夠從物理情境中運(yùn)用物理規(guī)律找出物理量間的關(guān)系．
要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．