Question

某同学设计了如题图所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ．滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M，滑块上砝码总质量为m′，托盘和盘中砝码的总质量为m，实验中，滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动，重力加速度g取10m/s²．
（1）为测量滑块的加速度a，须测出它在 AB间运动的

位移S

与

时间t

，计算a的运动学公式是

a=

2S

T2

；
（2）根据牛顿运动定律得到a与m的关系为a=

(1+μ)g

M+(m′+m)

m-μg，他想通过多次改变m，测出相应的a值，并利用上式来计算μ．若要求a是m的一次函数，必须使上式中的

m′+m

 保持不变，实验中应将从托盘中取出的砝码置于

滑块上

．

Answer 1

分析：根据初速为零的匀加速直线运动位移时间公式找出求解加速度要测量的物理量；要作出直线图，必须保证斜率一定．

解答：解：（1）滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动，根据s=

1

2

at² 得a=

2S

T2

，所以需要测量的是位移s和时间t．
（2）若要求a是m的一次函数，必须使a=

(1+μ)g

M+(m′+m)

m-μg中的

(1+μ)g

M+(m′+m)

保持不变，即m′+m保持不变，实验中应将从托盘中取出的砝码置滑块上；
故答案为：（1）位移S，时间t，a=

2S

T2

；（2）m′+m，滑块上．

点评：通过作出两个量的图象，然后由图象去寻求未知量与已知量的关系；运用数学知识和物理量之间关系式结合起来求解．