Question

6．物理小組在一次探究活動(dòng)中測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)．實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，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(jì)時(shí)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(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz．開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，在紙帶上打出一系列小點(diǎn)．
①實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)得到一條較為理想的紙帶，如圖2所示，從清晰的O點(diǎn)開始，每隔4個(gè)點(diǎn)取一計(jì)數(shù)點(diǎn)（中間4個(gè)點(diǎn)沒畫出），分別記為A、B、C、D、E、F，測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為OA=1.61cm，OB=4.02cm，OC=7.26cm，OD=11.30cm，OE=16.14cm，OF=21.80cm，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)頻率為50Hz，由此紙帶可得到打E點(diǎn)時(shí)滑塊的速度v_E=0.525m/s，此次實(shí)驗(yàn)滑塊的加速度a=0.81m/s²．（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

②為測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)測(cè)量的有CE．（填入所選物理量前的字母）
A．木板的長(zhǎng)度l 
B．木板的質(zhì)量m₁
C．滑塊的質(zhì)量m₂
D．滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t
E．托盤和砝碼的總質(zhì)量m₃
③滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{{m}_{3}g-（{m}_{2}+{m}_{3}）a}{{m}_{2}g}$（用被測(cè)物理量的字母表示，重力加速度為g）．

Answer 1

分析 （1）利用EF的平均速度代替E點(diǎn)的順勢(shì)速度；利用逐差法△x=aT²可以求出物體的加速度大小，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度大小可以求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度大��；
（2）根據(jù)牛頓第二定律有=ma，由此可知需要測(cè)量的物理量．
（3）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）OA=1.61cm=0.0161m，OB=4.02cm=0.0402m，OC=7.26cm=0.0726m，OD=11.30cm=0.1130m，OE=16.14cm=0.1614m，OF=21.80cm=0.2180m
E點(diǎn)的瞬時(shí)速度為${v}_{E}=\frac{OF-OD}{2T}=\frac{0.2180-0.1130}{2×0.1}m/s$=0.525m/s
由△x=aT²即可算出a=$\frac{OF-OC-OC}{9{T}^{2}}$=$\frac{OF-OC-OC}{9{T}^{2}}=\frac{0.218-0.0726-0.0726}{9×0．{1}^{2}}$=0.81m/s²
（2）根據(jù)f=T-m₂a=m₃g-m₃a-m₂a可知，還需測(cè)出滑塊的質(zhì)量m₂、托盤和砝碼的總質(zhì)量m₃，所以選 CE
（3）由f=μm₂g=T-m₂a=m₃g-m₃a-m₂a可得，μ=$\frac{{m}_{3}g-（{m}_{2}+{m}_{3}）a}{{m}_{2}g}$．因?yàn)闆]有考慮打點(diǎn)計(jì)時(shí)器給紙帶的阻力或滑輪給細(xì)線的摩擦力，所以測(cè)量的動(dòng)摩擦因數(shù)偏大
故答案為：（1）0.525，0.81（2）CE（3）$\frac{{m}_{3}g-（{m}_{2}+{m}_{3}）a}{{m}_{2}g}$；．

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