Question

【题目】某实验小组利用如图所示的实验装置测量小滑车和木板之间的动摩擦因数。主要实验步骤如下：

i．将带滑轮的长木板固定在水平桌面上，按图连接实验装置，小滑车置于打点计时器附近，牵引端只挂一个钩码。

ii．接通电源，由静止释放小滑车，小滑车运动至木板左端附近时制动小滑车，关闭电源，取下纸带，计算出小车匀加速运动时的加速度；

iii．依次从小滑车上取下第一个、第二个、第三个……钩码挂在牵引端，重复步骤ii，分别计算小车匀加速运动时的加速度、、……

iv．在坐标系中描点，用直线拟合，计算动摩擦因数（m为牵引端钩码总质量，设小滑车及实验中所有钩码的总质量为M）。请回答下列问题：

(1)关于实验原理及操作，下列说法正确的是_____。

A．实验中必须平衡摩擦力

B．滑轮与小滑车间的细绳应与木板平行

C．必须保证牵引端钩码的总质量远小于小滑车和车上钩码的总质量

D．还需要测得小滑车的质量

(2)某条纸带测量数据如图所示，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为AB=4.22 cm、BC=4.65 cm、CD=5.08 cm、DE=5.49 cm、EF=5.91 cm、FG=6.34 cm 。已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小滑车的加速度值为a=______m/s2 ，打C点的速度v=______m/s （结果保留2位有效数字）；

(3)测得图线在a轴上的截距为b，已知重力加速度为g，则小滑车与木板间的动摩擦因数表达式为_______。

Answer 1

【答案】B 0.42 0.49 – ；

【解析】

(1)[1]A. 该实验的目的是为了测量小滑车与长木板之间的摩擦因数，所以在实验的过程中，不能调整长木板倾斜程度，平衡摩擦力，否则不能测量摩擦因数，故A错误；

B. 为了保证钩码的重力提供小滑车的拉力，必须保证绳与木板平行，故B正确；

C. 依次从小滑车上取下第一个、第二个、第三个…钩码挂在牵引端，不需要保证引端钩码的总质量远小于小滑车和车上钩码的总质量，故C错误；

D. 根据，由于整个过程中保持总质量不变，故无需测量小车的质量，故D错误；

(2)[2]根据可得：

[3]根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度可得：

(3)[4]根据牛顿第二定律可得：

可得：

故有：

解得：