Question

【题目】物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图甲，一表面粗糙的木板固定在水平面桌上，一端装有定滑轮，木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做加匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。

（1）图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示。根据图中数据计算滑块的加速度a＝_________m/s2,打第4个计数点时滑块的速度v4＝_________m/s。（保留三位有效数字）。

（2）为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有_________。（填入所选物理量前的字母）

A．木板的长度LB．木板的质量m1C．滑块的质量m2

D．托盘和砝码的总质量m3E．滑块运动的时间t

（3）滑块与木板间的动摩擦因数μ＝___________（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）。

（4）与真实值相比，测量的动摩擦因数________（填“偏大”或“偏小” ）。

Answer 1

【答案】 0．495～0．497m/s2 0.314m/s； CD 偏大

【解析】（1）每相邻两计数点间还有4个打点，则相邻的计数点时间间隔为，将第一段位移舍掉，设1、2两计数点之间的距离为x1，则第6、7之间的距离为x6，利用匀变速直线运动的推论△x=aT2，根据逐差法可得， ， ， ，平均加速度为： ，由以上可得： ，带入数据解得：a=0.496m/s2。根据匀变速直线运动中某点的瞬时速度等于该过程中的平均速度大小可以求出4点的瞬时速度大小为： 。

（2）（3）以整体为研究对象，由牛顿第二定律得： ，滑动摩擦力： ，联立解得： 要测动摩擦因数μ，需要测出：滑块的质量m2与托盘和砝码的总质量m3，故选CD。

（4）在列牛顿第二定律列方程的过程中，只考虑了木块和木板之间的摩擦，但没有考虑打点计时器给纸带的阻力、细线和滑轮间、以及空气等阻力，因此导致摩擦因数的测量值偏大。