Question

13．测定木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图1所示的装置，图中长木板水平固定．
（1）实验过程中，电火花计时器应接在交流（选填“直流”或“交流”）电源上．调整定滑轮高度，使细线与长木板平行．
（2）已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间动摩擦因数μ=$\frac{{mg-（{m+M}）a}}{Mg}$（用字母M、m、a、g表示）．
（3）如图2为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出．从纸带上测出x₁=3.20cm，x₂=4.52cm，x₅=8.42cm，x₆=9.70cm．则木块在计数点1处的速度大小v=0.39m/s，整个过程中的加速度大小a=1.3 m/s²（已知交流电频率f=50Hz，结果保留两位有效数字）．

Answer 1

分析 了解实验仪器的使用和注意事项．
对木块、砝码盘和砝码进行受力分析，运用牛顿第二定律求出木块与长木板间动摩擦因数．
利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的加速度．

解答 解：（1）电火花计时器应接在交流电源上．调整定滑轮高度，使细线与长木板平行．
（2）对木块、砝码盘和砝码进行受力分析，
运用牛顿第二定律得：
对木块：F-μMg=Ma
对砝码盘和砝码：mg-F=ma
由上式得：μ=$\frac{{mg-（{m+M}）a}}{Mg}$；
（3）相邻两计数点间还有4个打点未画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s
根据平均速度等于中时刻的瞬时速度，则有：v₁=$\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}$=$\frac{0.032+0.0452}{2×0.1}$≈0.39m/s；
根据运动学公式得：△x=at²，
a=$\frac{0.0842+0.097-0.032-0.0452}{2×（2×0.1）^{2}}$≈1.3m/s²．
故答案为：（1）交流，细线与长木板平行；（2）$\frac{{mg-（{m+M}）a}}{Mg}$；（3）0.39，1.3．

点评 能够从物理情境中运用物理规律找出物理量间的关系．
要注意单位的换算和有效数字的保留．