Question

6．如图所示是测量物块与木板间动摩擦因数的实验装置．长木板固定在水平桌面上，打点计时器固定在长木板上，纸带穿过打点计时器，与带滑轮的物块相连．沙桶和力传感器通过绕在滑轮上的细绳相连．调整沙桶的质量，当放开沙桶时，使物块在木板上做匀加速直线运动．（重力加速度为g，滑轮的质量和摩擦可以忽略）
（1）在某次测量中读出力传感器示数为F，为进一步测量动摩擦因数，下列物理量中还需测量的有B；
A．木板的长度L      B．物块的质量m
C．沙桶的质量M     D．运动的时间t
（2）现在已求得物块的加速度为a，利用测得的物理量写出动摩擦因数的表达式μ=$\frac{2F-ma}{mg}$
（3）为使实验结果更精确，该同学改变沙桶的质量，重复以上实验操作，得到多组数据，以力传感器的示数F为横轴，以加速度a为纵轴建立直角坐标系，做出a-F图象，得到一条倾斜的直线，该直线的纵轴截距大小为b，当地的重力加速度g，则由图象可得动摩擦因数μ=$\frac{b}{g}$．

Answer 1

分析 （1）根据实验原理求出动摩擦因数的表达式，然后确定需要测量的量．
（2）根据实验原理与实验数据，求出动摩擦因数的表达式．
（3）对物块，由牛顿第二定律得：2F-μmg=ma，化简得：a=$\frac{2}{m}$F-μg，结合线性方程判断斜率的值．

解答 解：（1）由纸带可以求出物块的加速度a，对物块，由牛顿第二定律得：
2F-μmg=ma，则动摩擦因数μ=$\frac{2F-ma}{mg}$，加速度a可以由纸带求出，g与F已知，
要测动摩擦因数，还需要测出物块的质量m，故B正确、ACD错误．
故选：B．
（3）由（1）可知，动摩擦因数的表达式μ=$\frac{2F-ma}{mg}$．
（4）对物块，由牛顿第二定律得：2F-μmg=ma，
解得：a=$\frac{2}{m}$F-μg，
则图象的截距μg=b，
所以μ=$\frac{b}{g}$
故答案为：（1）B；（2）$\frac{2F-ma}{mg}$；（3）$\frac{b}{g}$

点评 本题考查测量动摩擦因数涉及牛顿第二定律、加速度的计算及利用图象求解相关物理量等，意在考查学生的综合分析能力，有一定的难度．