Question

6．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(shù)．實驗裝置如圖1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50Hz．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小點．
①實驗中，該同學(xué)得到一條較為理想的紙帶，如圖2所示，從清晰的O點開始，每隔4個點取一計數(shù)點（中間4個點沒畫出），分別記為A、B、C、D、E、F，測得各計數(shù)點到O點的距離為OA=1.61cm，OB=4.02cm，OC=7.26cm，OD=11.30cm，OE=16.14cm，OF=21.80cm，打點計時器打點頻率為50Hz，由此紙帶可得到打E點時滑塊的速度v_E=0.525m/s，此次實驗滑塊的加速度a=0.81m/s²．（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

②為測量動摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)測量的有CE．（填入所選物理量前的字母）
A．木板的長度l 
B．木板的質(zhì)量m₁
C．滑塊的質(zhì)量m₂
D．滑塊運動的時間t
E．托盤和砝碼的總質(zhì)量m₃
③滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=$\frac{{m}_{3}g-（{m}_{2}+{m}_{3}）a}{{m}_{2}g}$（用被測物理量的字母表示，重力加速度為g）．

Answer 1

分析 （1）利用EF的平均速度代替E點的順勢速度；利用逐差法△x=aT²可以求出物體的加速度大小，根據(jù)勻變速直線運動中某點的瞬時速度等于該過程中的平均速度大小可以求出某點的瞬時速度大小；
（2）根據(jù)牛頓第二定律有=ma，由此可知需要測量的物理量．
（3）根據(jù)牛頓第二定律的表達式，可以求出摩擦系數(shù)的表達式．

解答 解：（1）OA=1.61cm=0.0161m，OB=4.02cm=0.0402m，OC=7.26cm=0.0726m，OD=11.30cm=0.1130m，OE=16.14cm=0.1614m，OF=21.80cm=0.2180m
E點的瞬時速度為${v}_{E}=\frac{OF-OD}{2T}=\frac{0.2180-0.1130}{2×0.1}m/s$=0.525m/s
由△x=aT²即可算出a=$\frac{OF-OC-OC}{9{T}^{2}}$=$\frac{OF-OC-OC}{9{T}^{2}}=\frac{0.218-0.0726-0.0726}{9×0．{1}^{2}}$=0.81m/s²
（2）根據(jù)f=T-m₂a=m₃g-m₃a-m₂a可知，還需測出滑塊的質(zhì)量m₂、托盤和砝碼的總質(zhì)量m₃，所以選 CE
（3）由f=μm₂g=T-m₂a=m₃g-m₃a-m₂a可得，μ=$\frac{{m}_{3}g-（{m}_{2}+{m}_{3}）a}{{m}_{2}g}$．因為沒有考慮打點計時器給紙帶的阻力或滑輪給細線的摩擦力，所以測量的動摩擦因數(shù)偏大
故答案為：（1）0.525，0.81（2）CE（3）$\frac{{m}_{3}g-（{m}_{2}+{m}_{3}）a}{{m}_{2}g}$；．

點評 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，同時要熟練應(yīng)用所學(xué)基本規(guī)律解決實驗問題．