Question

為了測定物塊與木板間的動摩擦因數，設計如下實驗：物塊放在長木板上，木板固定在水平桌面上，物塊前方裝有輕質小滑輪，沙桶和彈簧秤通過繞在滑輪上的細繩相連，請回答如下問題：

（1）要完成本實驗，使用的器材及其在實驗中的作用如下：

①彈簧秤，用于測細線的拉力F；

②打點計時器、交流電源（50Hz）、紙帶、導線、刻度尺，用于測量物塊的加速度a；

③天平用于測量                   （填相應的物理量及符號）；

④其它器材如圖所示。

（2）實驗開始前，要對彈簧秤校零，以及調整木板端滑輪的高度使繩子水平。

（3）設動摩擦因數為μ，則（1）中各物理量之間的關系是______         ．（用相應物理量的代數式表示）

（4）為了減小誤差，必須采用多次測量，改變沙桶質量，得到多組a-F的測量值填入下表，其中第3次實驗中，通過打點計時器得到一段紙帶，某同學對紙帶的測量如下圖所示，請計算出此次實驗中物塊的加速度大小，填入表中相應的位置。（保留二位有效數字）

以圖象法處理數據，請在坐標紙上畫出a-F圖線。

（5）取重力加速度g=l0m/s²，根據圖線可求得動摩擦因數約為μ=  ；還可求得物塊質量m的大小約為   。

 

Answer 1

【答案】

（1）物塊的質量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）本實驗是測量物塊與木板間的動摩擦因數的，而摩擦力，故需測量物塊的質量；（3）根據牛頓第二定律可得：2F-μmg=ma   （4）根據可得：（5.82-5.12）×10^-2=6aT²，T=0.02s，代入數據可得：a=2.92 m/s²；描點作圖，如圖所示，舍第一個點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：本題考查測量動摩擦因數涉及牛頓第二定律、加速度的計算及利用圖像求解相關物理量等，意在考查學生的綜合分析能力。