Question

3．为了测量铁块与木板间动摩擦因数μ，某小组使用位移传感器设计了如图1所示实验装置，让铁块从倾斜木板上A点由静止释放作匀加速直线运动，位移传感器可以测出铁块到传感器的距离，连接计算机，描绘出铁块相对传感器的位移s随时间t变化规律如图2 
①根据图线，计算0.6s时铁块速度v=0.6m/s，加速度a=1m/s²；
②为了测定μ，还需要测量哪一个物理量C；（已知当地重力加速度g）
A．铁块质量m            B．铁块所受合力F
C．A点的高度h           D．铁块所受支持力FN．

Answer 1

分析 ①铁块做匀加速直线运动，某段时间内的平均速度等于这段时间内中点时刻的瞬时速度；根据加速度的定义式即可求出加速度；
②根据牛顿第二定律得到加速度表达式，确定待测量；

解答 解：①根据某段时间内的平均速度等于这段时间内中点时刻的瞬时速度，
得0.6s末的速度为：v=$\frac{0.24-0}{0.4}$m/s=0.6m/s，
0.2s末的速度为：v′=$\frac{0.32-0.24}{0.4}$m/s=0.2m/s，
则木块的加速度为：a=$\frac{v-v′}{t}$=$\frac{0.6-0.2}{0.4}$=1m/s²．
②选取木块为研究的对象，木块沿斜面方向是受力：ma=mgsinθ-μmgcosθ
得：μ=$\frac{gsinθ-a}{gcosθ}$
所以要测定摩擦因数，还需要测出斜面的倾角θ，故需要知道A点的高度h；
故选C；
故答案为：①0.6，1；   ②C

点评 解决本题的关键知道匀变速直线运动的推论，在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，以及会通过实验的原理得出动摩擦因数的表达式，从而确定所需测量的物理量．