Question

为了测定物块与木板间的动摩擦因数，设计如下实验：物块放在长木板上，木板固定在水平桌面上，物块前方装有轻质小滑轮，沙桶和弹簧秤通过绕在滑轮上的细绳相连，请回答如下问题：

（1）要完成本实验，使用的器材及其在实验中的作用如下：
①弹簧秤，用于测细线的拉力F；
②打点计时器、交流电源（50Hz）、纸带、导线、刻度尺，用于测量物块的加速度a；
③天平用于测量                  （填相应的物理量及符号）；
④其它器材如图所示。
（2）实验开始前，要对弹簧秤校零，以及调整木板端滑轮的高度使绳子水平。
（3）设动摩擦因数为μ，则（1）中各物理量之间的关系是______        ．（用相应物理量的代数式表示）
（4）为了减小误差，必须采用多次测量，改变沙桶质量，得到多组a-F的测量值填入下表，其中第3次实验中，通过打点计时器得到一段纸带，某同学对纸带的测量如下图所示，请计算出此次实验中物块的加速度大小，填入表中相应的位置。（保留二位有效数字）

以图象法处理数据，请在坐标纸上画出a-F图线。

（5）取重力加速度g=l0m/s²，根据图线可求得动摩擦因数约为μ= ；还可求得物块质量m的大小约为  。

Answer 1

（1）物块的质量m ；（3）2F-μmg=ma  （4）2.92   a-F图如图所示： （5）0.5   0.1kg

试题分析：（1）本实验是测量物块与木板间的动摩擦因数的，而摩擦力，故需测量物块的质量；（3）根据牛顿第二定律可得：2F-μmg=ma  （4）根据可得：（5.82-5.12）×10^-2=6aT²，T=0.02s，代入数据可得：a="2.92" m/s²；描点作图，如图所示，舍第一个点并合理做虚线延伸与a轴相交；

（5）由图线方程可得：，所以由图像知，故；图像的斜率为，由图像可求斜率约为20，即，所以m=0.1.