Question

物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如右图所示．一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点．

(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示．根据图中数据计算的加速度a＝________(保留三位有效数字)．

(2)回答下列两个问题：

①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有________．(填入所选物理量前的字母)

A．木块的长度l　　　　　                    B．木板的质量m₁

C．滑块的质量m₂                                 D．托盘和砝码的总质量m₃

E．滑块运动的时间t

②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是________________________________________________________________________．

(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ＝________(用所测物理量的字母表示，重力加速度为g)与真实值相比，测量的动摩擦因数________(填“偏大”或“偏小”)．写出支持你的看法的一个论据：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

Answer 1

解析：　(1)将题干图中每段距离标记为x₁，x₂…x₇，加速度可由逐差法计算a＝可得：a＝0.496 m/s².

(2)为测量动摩擦因数，需计算压力和摩擦力，压力F_N＝m₂g，所以为确定压力需测量滑块质量m₂，而摩擦力满足F_T－F_f＝m₂a，又因为m₃g－F_T＝m₃a，所以F_f＝m₃g－(m₂＋m₃)a，所以为确定摩擦力还需测量托盘和砝码的总质量m₃、m₂，m₃需用托盘天平测出，还需要的实验器材是托盘天平(带砝码)．

(3)由(2)中分析得：F_N＝m₂g　F_f＝m₃g－(m₂＋m₃)a，又F_f＝μF_N，故μ＝.由于纸带与限位孔及滑轮处阻力的存在，所计算F_f值比真实值偏大．所以μ的测量值偏大．

答案：　(1)0.495m/s²～0.497m/s²　(2)①CD　②托盘天平(带砝码)　(3)　偏大　因为纸带和打点计时器之间有摩擦．