Question

【題目】物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數．實 驗裝置如圖甲所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪； 木板上有一滑塊，其一端與穿過電磁打點計時器的紙帶相連，另一端通過跨過 定滑輪的細線與托盤連接．打點計時器使用的交流電源的頻率為 50 Hz．開始實 驗時，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運動，在紙帶上打出一系列 點。圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點跡起，在 紙帶上標出連續的 5 個計數點 A、B、C、D、E，每相鄰兩計數點間還有 4 個打 點（圖中未標出），測出各計數點到 A 點之間的距離如圖所示．請完成下列小題：

（1）根據圖中數據計算：（保留兩位有效數字）

①打 C 點時滑塊的速度的大小為_____m/s；

②滑塊的加速度 a=_____m/s2；

（2）為了測量動摩擦因數，下列物理量中還應測量的是_____．

A. 木板的長度 L

B. 木板的質量 m1

C. 滑塊的質量m2

D. 托盤和砝碼的總質量 m3

E. 滑塊運動的時間 t

（3）不計打點計時器與紙帶間及細繩與滑輪間的阻力，則滑塊與木板間的動摩擦因數＝______用被測物理量的字母表示，重力加速度為 g）．

Answer 1

【答案】0.54m/s CD

【解析】

（1）根據平均速度等于中時刻的瞬時速度，再利用逐差法可以求出滑塊下滑的加速度．

（2）根據牛頓第二定律有=ma，由此可知需要測量的物理．

（3）根據牛頓第二定律的表達式，可以求出摩擦系數的表達式．

（1）根據平均速度等于瞬時速度，則有：；
由△x=at2得：

（2）以系統為研究對象，由牛頓第二定律得：m3g-f=（m2+m3）a，滑動摩擦力：f=m2gμ，
解得：，要測動摩擦因數μ，需要測出：滑塊的質量m2 與托盤和砝碼的總質量m3，故選CD；

（3）由（2）可知，動摩擦因數的表達式為：由上式得：