Question

（15分）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。實驗裝置如圖1所示，打點計時器固定在斜面上。滑塊拖著穿過打點計時器的紙帶從斜面上加速滑下。

圖2是打出紙帶的一段。

①先利用紙帶測出滑塊的加速度a，已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，選A、B、C……等7個點為計數點，各計數點間均有一個點沒有畫出，各計數點間距離如圖2所示，滑塊下滑的加速度a=　　　　　m/s²。（保留三位有效數字）
②除了加速度a，為測量動摩擦因數，下列物理量中還應測量的有                   。（填入所選物理量前的字母）
A．木板的長度L
B．木板的末端被墊起的高度h
C．木板的質量m₁
D．滑塊的質量m₂
E．滑塊運動的時間t
③滑塊與木板間的動摩擦因數＝                    （用被測物理量的字母表示，重力加速度為g）。與真實值相比，測量的動摩擦因數應該比真實值         （填“偏大”或“偏小” ）。寫出支持你的看法的一個論據：                                                                   
                                   。

Answer 1

① 3.00m/s²  ② AB ③   偏大  忽略了紙帶與打點計時器間的摩擦力或忽略了空氣阻力

解析試題分析：（1）運用逐差法有：a₁=；a₂=；a₃=   a=
其中T=2×T₀=0.04s，代入數據解得：a=3.00m/s²．　
（2）根據牛頓第二定律有mgsinθ-μmgcosθ=ma，可知只要求出cosθ和sinθ即可，根據數學知識可知只要求出木板的長度L和木板的末端被墊起的高度h即可，故AB正確，CD錯誤．
（3）根據mgsinθ-μmgcosθ=ma，解得：μ=，根據數學知識有：sinθ=，cosθ=，所以代入解得：μ=
與真實值相比，實驗的主要誤差來源于紙帶受到的摩擦，根據摩擦力測量值變大，根據f=μN可知，動摩擦因素測量值偏大．
考點：本題考查探究測量動摩擦因數。