Question

2．為了測量鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)μ，某小組使用位移傳感器設計了如圖1所示實驗裝置，讓鐵塊從傾斜木板上A點由靜止釋放作勻加速直線運動，位移傳感器可以測出鐵塊到傳感器的距離，連接計算機，描繪出鐵塊相對傳感器的位移s隨時間t變化規(guī)律如圖2．

①根據(jù)圖線，計算0.6s時鐵塊速度v=0.6m/s，加速度a=1m/s²；
②為了測定μ，還需要測量哪一個物理量C；（已知當?shù)刂亓�加速度g）
A．鐵塊質(zhì)量m    B．鐵塊所受合力F    C．A點的高度h    D．鐵塊所受支持力F_N
③為了減少誤差，下列最可行的一個措施是B．
A．木板的傾角越大越好        B．A點與傳感器距離適當大些
C．選擇體積大的空心鐵塊      D．鐵塊必須由靜止釋放．

Answer 1

分析 ①鐵塊做勻加速直線運動，某段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間內(nèi)中點時刻的瞬時速度；根據(jù)加速度的定義式即可求出加速度；
②根據(jù)牛頓第二定律得到加速度表達式，確定待測量；
③為了提高木塊與木板間摩擦力因數(shù)μ的測量精度，可行的措施是A點與傳感器位移適當大些或減小斜面的傾角．

解答 解：①根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間內(nèi)中點時刻的瞬時速度，
得0.6s末的速度為：v=$\frac{0.24-0}{0.4}$m/s=0.6m/s，
0.2s末的速度為：v′=$\frac{0.32-0.24}{0.4}$=0.2m/s，
則木塊的加速度為：a=$\frac{v-v′}{t}$=$\frac{0.6-0.2}{0.4}$=1m/s²．
②選取木塊為研究的對象，木塊沿斜面方向是受力：ma=mgsinθ-μmgcosθ
得：μ=$\frac{gsinθ-a}{gcosθ}$
所以要測定摩擦因數(shù)，還需要測出斜面的傾角θ，故需要知道A點的高度h；
故選C；
③在實驗中，誤差注意是偶然誤差，為了減少誤差，應使木塊的運動時間長一些，可以減小斜面的傾角、增加木塊在斜面上滑行的位移等，傳感器開始的計時時刻不一定必須是木塊從A點釋放的時刻．故B正確，ACD錯誤；
故答案為：
①0.6，1；
②C；
③B．

點評 解決本題的關鍵知道勻變速直線運動的推論，在某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，以及會通過實驗的原理得出動摩擦因數(shù)的表達式，從而確定所需測量的物理量．