某物理兴趣小组在一次探究活动中.要测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图1所示.一表面粗糙的木板固定在水平桌面上.右端装有定滑轮,木板上有一滑块.其左端与穿过电磁打点计时器的纸带相连.右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频率为50Hz.开始实验时.在托盘中放入适量砝码.滑块开始做匀加速直线运动.在纸带上打出一系列� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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2．某物理兴趣小组在一次探究活动中，要测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图1所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，右端装有定滑轮；木板上有一滑块，其左端与穿过电磁打点计时器的纸带相连，右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频率为50Hz，开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速直线运动，在纸带上打出一系列点．

（1）如图2给出的是实验中获取纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），用刻度尺测量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=0.497m/s²（保留三位有效数字）．
（2）请回答下列两个问题：
①为了测量滑块与木板之间的动摩擦因数，还需测量的物理量是CD（填写字母代号）
A．木板的长度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．滑块的运动时间t
②欲测量①中所选定的物理量，所需要的实验器材是天平．
（3）实验时，用托盘和砝码的总重力来代替细绳对滑块的拉力，则滑块与木板之间的动摩擦因数μ=$\frac{{m}_{3}g-{m}_{2}a}{{m}_{2}g}$（用L、g、a、m₁、m₂、m₃、t中所需字母表示）．与真实值相比，测量的动摩擦因数偏大（填“偏大”或“偏小”）．

分析（1）纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论△x=aT²，可计算出打出某点时纸带运动加速度；
（2）根据牛顿第二定律，写出滑动摩擦因数的表达式，即可知道需要测量的物理量；
（3）对木块受力分析，根据牛顿第二定律列方程，可求出滑动摩擦因数的表达式，由于木块滑动过程中受到空气阻力，因此会导致测量的动摩擦因数偏大．

解答解：（1）每相邻两计数点间还有4个打点，说明相邻的计数点时间间隔为0.1s，利用匀变速直线运动的推论△x=at²，即逐差法可以求物体的加速度大小：
a=$\frac{{a}_{1}+{a}_{2}+{a}_{3}}{3}$=$\frac{（{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}）}{9{T}^{2}}$=0.497m/s²
故答案为：0.497m/s²．
（2）①设托盘和砝码质量为m₃，滑块的质量m₂，摩擦因数为μ，则摩擦力为f=m₂gμ
根据牛顿第二定律有：m₃g-m₂gμ=（m₃+m₂）a，由此可知出根据逐差法求出的加速度之外，还需要测量托盘和砝码质量为m₃，滑块的质量m₂，故ABE错误，CD正确．
故选CD．
②根据①问分析可知在测量质量的时候需要用到的仪器是天平．
故答案为：天平．
（3）根据牛顿第二定律有：m₃g-m₂gμ=m₂a，故解得：
μ=$\frac{{m}_{3}g-{m}_{2}a}{{m}_{2}g}$，
由于根据牛顿第二定律列方程的过程中，即考虑了木块和木板之间的摩擦，没有考虑细线和滑轮以及空气阻力等，故导致摩擦因数的测量会偏大．
故答案为：（1）0.497 m/s²；
（2）①CD，②天平；
（3）$\frac{{m}_{3}g-{m}_{2}a}{{m}_{2}g}$，偏大．

点评能够从物理情境中运用物理规律找出所要求解的物理量间的关系，表示出需要测量的物理量，运用仪器进行测量，正确的进行有关误差分析．

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