Question

【題目】教材列出的木一木動(dòng)摩擦因數(shù)為0.30，實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的裝置測(cè)量木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。實(shí)驗(yàn)中，木塊在重錘的拉動(dòng)下，沿水平長(zhǎng)木板做勻加速運(yùn)動(dòng)。

（1）實(shí)驗(yàn)所用重錘質(zhì)量150g左右，下列供選擇的木塊質(zhì)量最合適的是____；

A. 20g B.260g C.500g D.600g

（2）關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作和注意事項(xiàng)，下列說(shuō)法正確的有____；

A．實(shí)驗(yàn)中先釋放木塊，后接通電源

B．調(diào)整定滑輪高度，使細(xì)線與板面平行

C．必須滿(mǎn)足細(xì)線對(duì)木塊拉力與重錘重力大小近似相等

D．木塊釋放位置到滑輪距離正常應(yīng)在0.6m左右

（3）實(shí)驗(yàn)得到的一根紙帶如圖乙所示，從某個(gè)清晰的點(diǎn)開(kāi)始，每5個(gè)打點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次標(biāo)出0、l、2、3、4、5、6，測(cè)得點(diǎn)O與點(diǎn)3、點(diǎn)6間的距離分別為19.90cm、 54.20cm，計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為0.02s，則木塊加速度a= ____m/s2(保留兩位有效數(shù)字)；

（4）實(shí)驗(yàn)測(cè)得μ=0.33，大于教材列表中的標(biāo)值，請(qǐng)寫(xiě)出兩個(gè)可能的原因：____，_____。

Answer 1

【答案】B BD 1.6 木塊、木板表面粗糙程度有差異 細(xì)線與滑輪摩擦或紙帶與計(jì)時(shí)器摩擦

【解析】

（1）[1]由題知，重錘的質(zhì)量m=150g左右，動(dòng)摩擦因數(shù)0.30，設(shè)木塊的質(zhì)量為M，為使木塊在重錘的拉動(dòng)下沿水平長(zhǎng)木板做勻加速運(yùn)動(dòng)，對(duì)整體，根據(jù)牛頓第二定律有

解得

根據(jù)長(zhǎng)木板做勻加速運(yùn)動(dòng)，即a>0，可得

解得

g

當(dāng)木塊的質(zhì)量M越小時(shí)，滑動(dòng)摩擦力越小，整體的加速度越大，在紙帶上打的點(diǎn)越少，則在計(jì)算加速度時(shí)誤差較大，綜上分析可知，木塊質(zhì)量最合適的是260g，故B符合題意，ACD不符合題意；

故選B。

（2）[2]A．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，故A錯(cuò)誤；

B．為保證木塊所受的拉力為細(xì)線的拉力，則應(yīng)調(diào)整定滑輪的高度使細(xì)線與木板平行，故B正確；

C．根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理

可知不必滿(mǎn)足細(xì)線對(duì)木塊拉力與重錘重力大小近似相等，故C錯(cuò)誤；

D．假設(shè)木板光滑，對(duì)整體受力分析，根據(jù)牛頓第二定律有

將（1）問(wèn)中的m=150g，M=260g代入上式，可得加速度

m/s2

為減少誤差，計(jì)算方便，一般在紙帶上是每隔5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即時(shí)間間隔，通常是取5至6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則總時(shí)間為0.5s到0.6s，取最開(kāi)始的計(jì)數(shù)點(diǎn)是從初速度為0開(kāi)始的，根據(jù)位移時(shí)間公式有

取t=0.5s計(jì)算可得

取t=0.6s計(jì)算可得

故為提高紙帶利用效率，減少實(shí)驗(yàn)誤差，木塊釋放位置到滑輪距離正常應(yīng)在0.6m左右，故D正確。

故選BD。

（3）[3]由題知，每隔5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則時(shí)間間隔，根據(jù)

可得加速度為

由題知，，代入數(shù)據(jù)解得

（4）[4]實(shí)驗(yàn)測(cè)得μ=0.33，大于教材列表中的標(biāo)值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析，可能存在的原因有：木塊、木板表面粗糙程度有差異；細(xì)線與滑輪摩擦或紙帶與計(jì)時(shí)器摩擦。