Question

1．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，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)計時器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細(xì)線與托盤連接．打點(diǎn)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(yùn)動，在紙帶上打出一系列小點(diǎn)．
（1）上圖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(diǎn)，每相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個打點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計數(shù)點(diǎn)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：
①為測量動摩擦因數(shù)，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，多選或少選均不得分）
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)動的時間t

②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�。�
（2）根據(jù)牛頓第二定律有=ma，由此可知需要測量的物理量．
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．

解答 解：（1）每相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個打點(diǎn)，說明相鄰的計數(shù)點(diǎn)時間間隔：T=0.1s，
根據(jù)逐差法有：a=$\frac{（{x}_{6}+{x}_{5}+{x}_{4}）-（{x}_{3}+{x}_{2}+{x}_{1}）}{9{T}^{2}}$=0.496m/s²；
（2）要測量動摩擦因數(shù)，由f=μF_N  可知要求μ，需要知道摩擦力和壓力的大小，壓力就是滑塊的重力，所以需要知道滑塊的質(zhì)量，摩擦力要根據(jù)鐵塊的運(yùn)動來求得，滑塊做的是勻加速運(yùn)動，拉滑塊運(yùn)動的是托盤和砝碼，所以也要知道托盤和砝碼的質(zhì)量，故ABE錯誤，CD正確．
故選：CD． 
以整個系統(tǒng)為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律有：
m₃g-f=（m₂+m₃）a…①
f=m₂gμ…②
聯(lián)立①②解得：μ=$\frac{{m}_{3}g-（{m}_{2}+{m}_{3}）a}{{m}_{2}g}$．
故答案為：（1）0.496；（2）CD，$\frac{{m}_{3}g-（{m}_{2}+{m}_{3}）a}{{m}_{2}g}$．

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