Question

某同学设计了一个测定滑块与木板间动摩擦因数的实验，装置如图甲所示，其中M为滑块，m和m′是质量可调的片码，细绳和滑轮的质量都可以忽略不计．实验过程中，该同学在片码总质量m+m′=m₀保持不变的条件下，改变m和m′的大小，测出不同m下系统的加速度，然后通过实验数据的分析求出滑块和木板间的动摩擦因数．
（1）在实验器材方面，该同学选择了打点计时器、每片质量为0.15kg的片码总共10片以及滑块、木板、滑轮各一个、细线若干．除此以外，根据本实验所要测量的物理量，你认为在下列备选仪器中还需要

 

（填写字母代号即可）．
A．秒表      B．毫米刻度尺     C．学生用直流电源       D．学生用交流电源
（2）如图乙所示是为了测量滑块的加速度而实验得来的一条纸带，其中O、A、B、C、D、E、F是计数点（每打5个点取一个计数点，电源频率50Hz），测量出各相邻计数点之间的距离如图所示．根据这条纸带，则打C点时的速度为

 

m/s，这次实验时滑块的加速度为

 

m/s²（结果保留三位有效数字）．
（3）理论和实验均已证明，a与m是一次函数关系，结合本实验的数据得出a=2m-3，那么滑块与木板间的动摩擦因数μ=

 

．

Answer 1

分析：（1）根据实验原理，结合已有实验器材，即可确定求解；
（2）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，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．
（3）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）根据实验原理，结合所需要测量的物理量，时间由打点计时器来体现，因此需要学生交流电源，同时要用毫米刻度尺来测量长度，来求出速度，从而算出加速度大小． 
（2）因为每相邻两计数点间还有4个打点，所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s；
利用匀变速直线运动的推论得：
v_C=

xBD

tBD

═

0.0324+0.0404

2×0.02×5

=0.364m/s
根据运动学公式得：△x=at²，
a=

△x

t2

=

0.0404+0.0484+0.0567-(0.0324+0.0241+0.0161)

(3×0.1)2

=0.810m/s²．
（3）根据牛顿第二定律，则有：mg-μ（M+m′）g=（M+m′）a，
因此解得：a=

m

M+m′

g-μg；
结合实验的数据得出a=2m-3，
所以有：μg=3，
则有：μ=0.3；
故答案为：（1）BD； 
（2）0.364，0.810；
（3）0.3．

点评：要注意单位的换算．对于纸带的问题，我们要熟悉匀变速直线运动的特点和一些规律，同时掌握牛顿第二定律的应用，注意数学公式与物理规律相综合应用．