Question

為了測(cè)定物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：物塊放在長(zhǎng)木板上，木板固定在水平桌面上，物塊前方裝有輕質(zhì)小滑輪，沙桶和彈簧秤通過繞在滑輪上的細(xì)繩相連，請(qǐng)回答如下問題：

（1）要完成本實(shí)驗(yàn)，使用的器材及其在實(shí)驗(yàn)中的作用如下：

①?gòu)椈沙�，用于測(cè)細(xì)線的拉力F；

②打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、交流電源（50Hz）、紙帶、導(dǎo)線、刻度尺，用于測(cè)量物塊的加速度a；

③天平用于測(cè)量                   （填相應(yīng)的物理量及符號(hào)）；

④其它器材如圖所示。

（2）實(shí)驗(yàn)開始前，要對(duì)彈簧秤校零，以及調(diào)整木板端滑輪的高度使繩子水平。

（3）設(shè)動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則（1）中各物理量之間的關(guān)系是______         ．（用相應(yīng)物理量的代數(shù)式表示）

（4）為了減小誤差，必須采用多次測(cè)量，改變沙桶質(zhì)量，得到多組a-F的測(cè)量值填入下表，其中第3次實(shí)驗(yàn)中，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到一段紙帶，某同學(xué)對(duì)紙帶的測(cè)量如下圖所示，請(qǐng)計(jì)算出此次實(shí)驗(yàn)中物塊的加速度大小，填入表中相應(yīng)的位置。（保留二位有效數(shù)字）

以圖象法處理數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)紙上畫出a-F圖線。

（5）取重力加速度g=l0m/s²，根據(jù)圖線可求得動(dòng)摩擦因數(shù)約為μ=  ；還可求得物塊質(zhì)量m的大小約為   。

 

Answer 1

【答案】

（1）物塊的質(zhì)量m ；（3）2F-μmg=ma   （4）2.92   a-F圖如圖所示：  （5）0.5   0.1kg

【解析】

試題分析：（1）本實(shí)驗(yàn)是測(cè)量物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)的，而摩擦力，故需測(cè)量物塊的質(zhì)量；（3）根據(jù)牛頓第二定律可得：2F-μmg=ma   （4）根據(jù)可得：（5.82-5.12）×10^-2=6aT²，T=0.02s，代入數(shù)據(jù)可得：a=2.92 m/s²；描點(diǎn)作圖，如圖所示，舍第一個(gè)點(diǎn)并合理做虛線延伸與a軸相交；

 

（5）由圖線方程可得：，所以由圖像知，故；圖像的斜率為，由圖像可求斜率約為20，即，所以m=0.1.

考點(diǎn)：本題考查測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)涉及牛頓第二定律、加速度的計(jì)算及利用圖像求解相關(guān)物理量等，意在考查學(xué)生的綜合分析能力。