Question

【题目】某同学利用“验证牛顿第二定律”的实验器材测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。如图所示，带滑轮的长木板水平放置，力传感器固定在墙上，轻绳分别跨过固定在滑块和长木板末端的滑轮，与力传感器和沙桶连接。在沙桶重力作用下滑块沿长木板做匀加速直线运动，滑块右侧纸带通过打点计时器打出一系列点迹，细绳拉力可由传感器直接读出。若轻绳与长木板平行，且不计轻绳与各滑轮之间的摩擦，试完成下列问题：

(1)实验时，一定要进行的操作是__________；

A.将长木板右端垫高以平衡摩擦力

B.使沙和沙桶的总质量远小于滑块质量

C.将打点计时器接交流电源

D.用天平测沙和沙桶的总质量

(2)实验获得的纸带如下图所示，相邻两个计数点之间的还有四个计时点未画出，打点计时器所接交流电的频率为f，则滑块加速度的表达式为_______________；

(3)若力传感器示数为F，滑块的质量为m，重力加速度为g，用a表示滑块的加速度，则滑块与桌面之间的摩擦因数表达式为____________________；

(4)若s1=1.60cm，s2=2.09cm，s3=2.60cm，s4=3.12cm，s5=3.60cm，s6=4.08cm，f=50Hz，F=0.14N，m=0.1kg，g=9.8m/s2，则摩擦因数大小为__________。（保留两位有效数字）

Answer 1

【答案】C 0.23

【解析】

(1)[1]A.测量滑块和长木板之间的动摩擦因数，不需要将长木板右端垫高以平衡摩擦力，A错误；

B.绳子的拉力可以通过力传感器得出，不需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量，B错误；

C. 打点计时器应接交流电源，C正确；

D.拉力的大小可以通过拉力传感器测出，不需要用天平测沙和沙桶的总质量，D错误。

故选C。

(2)[2]用逐差法求滑块加速度

又

即

所以

(3)[3]根据牛顿第二定律得

解得

(4)[4]代入数据，得滑块加速度为

则摩擦因数大小为