Question

【題目】某研究性學習小組使用如圖甲所示的實驗裝置，測定小木塊與傾斜軌道間的動摩擦因數。傾斜軌道的頂端有一固定擋板，軌道上有兩個位置可調節的光電門A和光電門B。他們將一個遮光條安裝在小木塊上，并用刻度尺測量遮光條的寬度d。已知軌道的傾角為，當地的重力加速度大小為g。實驗操作如下：

①將光電門B固定在離擋板較遠的位置，使小木塊從緊靠擋板的位置由靜止釋放；

②測得某次遮光條通過光電門A的時間為△t1，遮光條通過光電門B的時間為△t2以及兩個光電門之間的距離x；

③改變光電門A的位置，重復以上操作，記錄多組△t1、x的值。請回答以下問題：

(1)步驟②中，小木塊通過光電門A的速度大小vA=_____（用題目中所給物理量的字母表示）。

(2)利用圖象來處理實驗數據，作出的圖象如圖乙所示，若該圖象的斜率的絕對值為k，則動摩擦因數的表達式為=_____（用題目中所給物理量的字母表示，且忽略空氣阻力）

(3)若考慮空氣阻力，則他們利用第(2)題得到的表達式求出的動摩擦因數_____（選填“偏大”“偏小”或“沒有影響”）。

Answer 1

【答案】 偏大

【解析】

(1)[1]遮光條的寬度d，通過光電門A的時間為，小木塊通過光電門A的速度大小

(2)[2]木塊做勻變速直線運動，有

又

，

則

所以圖象斜率為

再根據對木塊的受力分析得

聯立解得

(3)[3]如考慮空氣阻力，受力分析時應再減去阻力，則原來測的動摩擦因數偏大。