Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量小滑車(chē)和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

i．將帶滑輪的長(zhǎng)木板固定在水平桌面上，按圖連接實(shí)驗(yàn)裝置，小滑車(chē)置于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，牽引端只掛一個(gè)鉤碼。

ii．接通電源，由靜止釋放小滑車(chē)，小滑車(chē)運(yùn)動(dòng)至木板左端附近時(shí)制動(dòng)小滑車(chē)，關(guān)閉電源，取下紙帶，計(jì)算出小車(chē)勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度；

iii．依次從小滑車(chē)上取下第一個(gè)、第二個(gè)、第三個(gè)……鉤碼掛在牽引端，重復(fù)步驟ii，分別計(jì)算小車(chē)勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度、、……

iv．在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，用直線擬合，計(jì)算動(dòng)摩擦因數(shù)（m為牽引端鉤碼總質(zhì)量，設(shè)小滑車(chē)及實(shí)驗(yàn)中所有鉤碼的總質(zhì)量為M）。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）關(guān)于實(shí)驗(yàn)原理及操作，下列說(shuō)法正確的是_____。

A．實(shí)驗(yàn)中必須平衡摩擦力

B．滑輪與小滑車(chē)間的細(xì)繩應(yīng)與木板平行

C．必須保證牽引端鉤碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小滑車(chē)和車(chē)上鉤碼的總質(zhì)量

D．還需要測(cè)得小滑車(chē)的質(zhì)量

（2）某條紙帶測(cè)量數(shù)據(jù)如圖2所示，A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出。量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為AB=4.22 cm、BC=4.65 cm、CD=5.08 cm、DE=5.49 cm、EF=5.91 cm、FG=6.34 cm 。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz，則小滑車(chē)的加速度值為a=m/s2 （結(jié)果保留2位有效數(shù)字）______；

（3）測(cè)得圖線在a軸上的截距為b，已知重力加速度為g，則小滑車(chē)與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)表達(dá)式為_______。

Answer 1

【答案】B；0.42； ；

【解析】

(1) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和要求事項(xiàng)分析答題；

(2) 利用逐差法求得小滑車(chē)的加速度；

(3) 根據(jù)牛頓第二定律表示出小車(chē)的加速度，即可判斷出截距，進(jìn)而求得摩擦因數(shù)。

(1) A項(xiàng)：該實(shí)驗(yàn)的目的是為了測(cè)量小滑車(chē)與長(zhǎng)木板之間的摩擦因數(shù)，所以在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，不能調(diào)整長(zhǎng)木板傾斜程度，平衡摩擦力，否則不能測(cè)量摩擦因數(shù)，故A錯(cuò)誤；

B項(xiàng)：為了保證鉤碼的重力提供小滑車(chē)的拉力，必須保證繩與木板平行，故B正確；

C項(xiàng)：依次從小滑車(chē)上取下第一個(gè)、第二個(gè)、第三個(gè)…鉤碼掛在牽引端，不需要保證引端鉤碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小滑車(chē)和車(chē)上鉤碼的總質(zhì)量，故C錯(cuò)誤；

D項(xiàng)：根據(jù)mg=Ma，由于整個(gè)過(guò)程中保持總質(zhì)量不變，故無(wú)需測(cè)量小車(chē)的質(zhì)量，故D錯(cuò)誤。

(2) AB=4.22cm=0.0422m、BC=4.65cm=0.0465m、CD=5.08cm=0.0508m、DE=5.49cm=0.0549m、EF=5.91cm=0.0591、FG=6.34cm=0.0634m
根據(jù)△x=aT2可得

；

(3) 根據(jù)mgμ（M-m）g=Ma可知，

故-μg=b

解得：。