Question

【题目】某中学物理学习小组利用如图1所示装置测量木块与木板动摩擦因数。水平固定的长木板左端有定滑轮，长木板右端固定有打点计时器，木块与竖直悬挂的弹簧秤通过轻绳连接，其间通过动滑轮悬挂有砂桶。木块质量为M，桶和砂子的总质量为m，木块的加速度a可由打点计时器和纸带测出。

(1)如图2所示为上述实验中打下的一条纸带，A点为木块刚释放时打下的起始点每两点间还有四个点未画出，打点计时器的频率为50Hz，则木块的加速度大小a=______。（保留三位有效数字）

(2)本实验是否需要满足m<<M？答：______（填“需要”或“不需要”）。

(3)保持木块质量M不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量m进行多次实验，得到多组a、F值（F为弹簧秤的示数）。已知当地重力加速度，根据实验数据画出了如图3所示的图像，由图像可得木块与木板间动摩擦因数μ=_______，木块的质量M=______kg。（保留三位有效数字）

Answer 1

【答案】1.60 不需要 0.306 0.100

【解析】

(1)[1]每两点间还有四个点未画出，则相邻两点间的时间间隔

由逐差法可得

代入数据解得

(2)[2]实验中木块所受拉力始终等于弹簧测力计读数，不需要用桶和砂子总重力的一半对拉力进行近似替代，不需要满足m<<M。

(3)对木块进行受力分析，由牛顿第二定律可得

整理得

由图像得

，

解得

，