Question

12．一学生用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数．在桌面上放置一块水平长木板，木板一端带滑轮，另一端固定一打点计时器．木块一端拖着穿过打点计时器的纸带，另一端连接跨过定滑轮的绳子，在绳子上悬挂一定质量的钩码后可使木块在木板上匀加速滑动．实验中测得木块质量M=150g，钩码质量m=50g．

（1）实验开始时，应调整滑轮的高度，让细线与木板平行；
（2）实验中得到如图乙所示的纸带，纸带上A、B、C、D、E是计数点，相邻两计数点之间的时间间隔是0.10s，所测数据在图中已标出，根据图中数据可求得木块运动的加速度a=0.25m/s²（结果保留两位有效数字）：
（3）根据实验原理可导出计算动摩擦因素的表达式μ=$\frac{m}{M}-\frac{（M+m）a}{Mg}$ （用M、m、g、a表示）； 取g=10m/s²，代入相关数据可求得μ=0.3 （计算结果保留一位有效数字）．

Answer 1

分析 解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．
纸带实验中，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，可计算出加速度；
根据牛顿第二定律，结合滑动摩擦力公式，即可求解．

解答 解：（1）应调整滑轮的高度，让细线与木板平行；
（2）根据运动学公式得：△x=at²，
a=$\frac{△x}{{t}^{2}}$=$\frac{0.1618-0.1517}{0．{2}^{2}}$=0.25m/s²．
（3）根据牛顿第二定律，则有：mg-μMg=（M+m）a；
解得：μ=$\frac{m}{M}-\frac{（M+m）a}{Mg}$；
代入数据，则有：μ=$\frac{50}{150}-\frac{150+50}{150×10}$×0.25=0.3；
故答案为：（1）平行，（2）0.25，（3）=$\frac{m}{M}-\frac{（M+m）a}{Mg}$；0.3．

点评 对于实验问题我们要了解实验的装置和工作原理，同时掌握牛顿第二定律的应用，并要注意单位的换算．