Question

18．某同學把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，將細繩一端拴在木塊上，另一端繞過定滑輪與重物連接，木塊左側與穿過打點計時器的紙帶連接，使木塊在重物的牽引下運動，以此定量測量木塊與模板間的動摩擦因數(shù)μ，實驗裝置如圖甲所示，通過打點計時器在紙帶上打下一系列的計時點測出s、s₁、s₂，如圖乙所示，打點計時器的周期為T．
（1）實驗過程中打點計時器應接在交流（選填“直流”或交流）電源上，由圖可以判斷紙帶的左端（選填“左端”或“右端”）與木塊連接；
（2）本實驗還需直接測量的物理量是重物m與木塊的質(zhì)量M（并用相應的符號表示）；
（3）已知重力加速度為g，則木塊與木板間動摩擦因數(shù)是$\frac{2mgs-（M+m）（（\frac{{s}_{2}}{2T}）^{2}-（\frac{{s}_{1}}{2T}）^{2}）}{2Mgs}$．

Answer 1

分析 （1）運用打點計時器需使用交流電源，由紙帶上的點來判定哪端與木塊相連；
（2、3）根據(jù)實驗原理，結合動能定理，除s₁，s₂，s外，還需要直接測量是重物與木塊的質(zhì)量；并列式即可求解動摩擦因數(shù)．

解答 解：（1）實驗過程中打點計時器應接在交流電源上，
由圖可知，從左向右點間距越來越大，則可判斷紙帶的左端木塊連接；
（2）根據(jù)拉力與滑動摩擦力做功的之和，即為動能的增加量，
因此還需要測量重物m與木塊的質(zhì)量M即可；
（3）根據(jù)動能定理，則有：mgs-μMgs=$\frac{1}{2}（M+m）（{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}）$；
解得：μ=$\frac{2mgs-（M+m）（（\frac{{s}_{2}}{2T}）^{2}-（\frac{{s}_{1}}{2T}）^{2}）}{2Mgs}$；
故答案為：（1）交流，左端；（2）重物m與木塊的質(zhì)量M；（3）$\frac{2mgs-（M+m）（（\frac{{s}_{2}}{2T}）^{2}-（\frac{{s}_{1}}{2T}）^{2}）}{2Mgs}$．

點評 考查實驗器材的正確使用，理解動能定理的應用，注意力做功正負是應用的關鍵，最后掌握滑動摩擦力的表達式．