Question

9．如圖為測(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，測(cè)得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(mén)之間的距離為s．讓物塊從光電門(mén)A的左側(cè)由靜止釋放，分別測(cè)出遮光片通過(guò)光電門(mén)A、B所用的時(shí)間為t_A和t_B，用遮光片通過(guò)光電門(mén)的平均速度表示遮光片豎直中線通過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度．
（1）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=$\frac{gchhx4f^{2}}{2s}$（$\frac{1}{{t}_{B}^{2}}$-$\frac{1}{{t}_{A}^{2}}$）；
（2）若物塊運(yùn)動(dòng)的加速度用a表示，則物塊與水平桌面之間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{mg-（M+m）a}{Mg}$；
（3）遮光片通過(guò)光電門(mén)的平均速度小于（選填“大于”、“等于”或“小于”）遮光片豎直中線通過(guò)光電門(mén)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：減小遮光板的寬度．

Answer 1

分析 （1）由速度公式求出物塊經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn)時(shí)的速度，然后由勻變速運(yùn)動(dòng)的速度位移公式求出物塊的加速度；
（2）由牛頓第二定律求出動(dòng)摩擦因數(shù)；
（3）遮光片通過(guò)光電門(mén)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）物塊經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度v_A=$\fracvurulki{{t}_{A}}$，物塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度v_B=$\fracdj415ck{{t}_{B}}$，物塊做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，由速度位移公式得：v_B²-v_A²=2as，
加速度為：a=$\frac{ivlqggm^{2}}{2s}$（$\frac{1}{{t}_{B}^{2}}$-$\frac{1}{{t}_{A}^{2}}$）；
（2）以M、m組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得：mg-μMg=（M+m）a，
解得：μ=$\frac{mg-（M+m）a}{Mg}$；
（3）遮光片通過(guò)光電門(mén)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(mén)，所以遮光片通過(guò)光電門(mén)的平均速度小于遮光片豎直中線通過(guò)光電門(mén)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）$\frac{8tcqhvd^{2}}{2s}$（$\frac{1}{{t}_{B}^{2}}$-$\frac{1}{{t}_{A}^{2}}$）；（2）$\frac{mg-（M+m）a}{Mg}$；（3）小于；減小遮光板的寬度．

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．