Question

16．為了測(cè)量木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，某小組使用位移傳感器設(shè)計(jì)了如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置，讓木塊從傾斜木板上一點(diǎn)A由靜止釋放，位移傳感器可以測(cè)出木塊到傳感器的距離S，位移傳感器連接計(jì)算機(jī)，描繪出滑塊相對(duì)傳感器的距離S隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖2所示．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s²）

（1）根據(jù)上述圖線，計(jì)算0.4s時(shí)木塊的速度v=0.4m/s
（2）若測(cè)出木板傾角為37°，則根據(jù)圖線可求得木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.625
（3）為了提高木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ的測(cè)量精度，下列措施可行的是C
A．選擇體積較大的空心木塊
B．木板的傾角越大越好
C．A點(diǎn)與傳感器距離適當(dāng)大些
D．傳感器開始計(jì)時(shí)的時(shí)刻必須是木塊從A點(diǎn)釋放的時(shí)刻．

Answer 1

分析 （1）由于滑塊在斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間內(nèi)中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)速度；根據(jù)加速度的定義式即可求出加速度；
（2）為了測(cè)定動(dòng)摩擦力因數(shù)μ還需要測(cè)量的量是木板的傾角θ；
（3）為了提高木塊與木板間摩擦力因數(shù)μ的測(cè)量精度，可行的措施是A點(diǎn)與傳感器位移適當(dāng)大些或減小斜面的傾角．

解答 解：（1）根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間內(nèi)中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)速度，得0.4s末的速度為：v=$\frac{0.3+0.14}{0.4}$m/s=0.4m/s，
（2）0.2s末的速度為：v′=$\frac{0.32-0.24}{0.4}$=0.2m/s，
則木塊的加速度為：a=$\frac{v-v′}{t}$═1m/s²．
選取木塊為研究的對(duì)象，木塊沿斜面方向是受力：ma=mgsinθ-μmgcosθ
得：μ=$\frac{gsin37°-a}{gcos37°}=\frac{6-1}{8}=0.625$
（3）根據(jù)②的分析可知，在實(shí)驗(yàn)中，為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)使木塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)一些，可以：
可以減小斜面的傾角、增加木塊在斜面上滑行的位移等，傳感器開始的計(jì)時(shí)時(shí)刻不一定必須是木塊從A點(diǎn)釋放的時(shí)刻．故C正確，ABD錯(cuò)誤．
故選：C
故答案為：（1）0.4； （2）0.625；   （3）C．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，以及會(huì)通過實(shí)驗(yàn)的原理得出動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式，從而確定所需測(cè)量的物理量．