Question

11．某兴趣小组为测定传送带运送物体时电动机增加的功率进行了如下实验过程：首先，打开电源使传送带由电动机带动．稳定运动后将质量为m的物体轻轻地放在传送带上，调节传送带主动轮的转动频率．使物体最后能与传送带保持相对静止．其次，将物块与纸带固定后，把纸带穿过物体起始端的打点计时器．打开打点计时器电源，由静止释放物块，当物块与传送带相对静止一段时间后，关闭打点计时器电源．重复上一步实验．选取合适的纸带分析数据．

（1）为完成该实验，除打点计时器外还需要的实验器材有BD（请填以下器材的字母符号）．
   A．秒表   B．刻度尺    C．天平     D．弹簧秤
（2）如图是该小组所选取的纸带，打点计时器使用交流电源的周期为T，则该传递带运送物体时电动机增加的功率的表达式为△P=μmg$\frac{{d}_{3}{+d}_{4}}{2T}$．
（3）通过对实验原理的分析，可知实验结果的实际值比理论值偏大（填“偏大”或“偏小”），你认为造成这一误差的主要来源是纸带与打点计时器间也有摩擦．

Answer 1

分析 电动机增加的功率即为克服摩擦力做功的功率，大小为△P=fv=μmgv，为此要测出动摩擦因数μ、物体的质量m及物体匀速运动时的速度v．结合实验原理，分析实验误差．

解答 解：（1）为完成该实验，除打点计时器外还需要的实验器材有刻度尺、弹簧秤．
电动机增加的功率即为克服摩擦力做功的功率，大小为△P=fv=μmgv．
动摩擦因数μ可通过这样测量：将物体轻轻放在匀速运动的传送带，用弹簧秤拉住物体，使之静止不动，读出弹簧秤的拉力，得到物体受到的滑动摩擦力f．再用弹簧秤测出物体的重力，由此可得到μ，所以需要弹簧秤．
传送带的速度利用物体与传送带相对静止时的速度测量，由纸带上点迹均匀的部分求出，需要刻度尺测量位移来求速度．故选：BD．
（2）该传递带运送物体时电动机增加的功率的表达式为△P=μmgv=μmg$\frac{{d}_{3}{+d}_{4}}{2T}$．
（3）由于除物体对传送带的摩擦力外，还有纸带与打点计时器间也有摩擦，所以实验结果的实际值比理论值偏大．
故答案为：
（1）BD；
（2）△P=μmg$\frac{{d}_{3}{+d}_{4}}{2T}$．
（3）偏大，纸带与打点计时器间有摩擦．

点评 解决本题的关键要理解电动机增加的功率的意义，写出其表达式，再分析如何测量各量．