Question

【題目】某實驗小組利用如圖1所示的實驗裝置測量小滑車和木板之間的動摩擦因數。主要實驗步驟如下：

i．將帶滑輪的長木板固定在水平桌面上，按圖連接實驗裝置，小滑車置于打點計時器附近，牽引端只掛一個鉤碼。

ii．接通電源，由靜止釋放小滑車，小滑車運動至木板左端附近時制動小滑車，關閉電源，取下紙帶，計算加速度；

iii．依次從小滑車上取下第一個、第二個、第三個……鉤碼掛在牽引端，重復步驟ii，分別計算加速度、、……

iv．在坐標系中描點，用直線擬合，計算動摩擦因數（m為牽引端鉤碼總質量，每個鉤碼質量均為）。

請回答下列問題：

（1）關于實驗原理及操作，下列說法正確的是 ；

A．實驗中必須平衡摩擦力

B．滑輪與小滑車間的細繩應與木板平行

C．必須保證牽引端鉤碼的總質量遠小于小滑車和車上鉤碼的總質量

D．還需要測得小滑車的質量

（2）某條紙帶測量數據如圖2所示，A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數點，相鄰的兩個計數點之間還有四個點未畫出。量出相鄰的計數點之間的距離分別為AB=4．22 cm、BC=4．65 cm、CD=5．08 cm、DE=5．49 cm、EF=5．91 cm、FG=6．34 cm 。已知打點計時器的工作頻率為50 Hz，則小滑車的加速度值為a= m/s2 （結果保留2位有效數字）；

（3）測得圖線在a軸上的截距為b，已知重力加速度為g，則小滑車與木板間的動摩擦因數表達式為 。

Answer 1

【答案】（1）B （2）0．42 （3）

【解析】

試題分析：（1）實驗原理是利用砝碼牽引小滑車做加速運動，利用打出的紙帶求出加速度，牽引繩的拉力必須與摩擦力在一條直線上，所以滑輪與小滑車間的細繩應與木板平行，B正確；A、C、D錯誤。

（2）由得：

（3）設原小滑車和砝碼的總質量為M，牽引小滑車的砝碼質量為m，對整體，由牛頓第二定律可得：

，即，所以，求得