Question

【題目】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。實驗裝置如圖所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點計時器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接。打點計時器使用的交流電源的頻率為50 Hz。開始實驗時，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速直線運動，在紙帶上打出一系列小點。

（1）上圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是計數點，每相鄰兩計數點間還有4個點（圖中未標出），計數點間的距離如圖所示。可以測出1~6每個點的瞬時速度，畫出v-t圖象，進而得到a，其中3號點的瞬時速度的大小v3＝________ m/s2（保留三位有效數字）。

（2）也可以去除一個數據，利用逐差法處理數據，如果去除的是2．88cm這一數據，計算出滑塊的加速度a＝________ m/s2（保留三位有效數字）．

（3）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，完全選對才得分）：還需要使用的儀器是

A．木板的長度l

B．木板的質量m1

C．滑塊的質量m2

D．托盤和砝碼的總質量m3

E．利用秒表測量滑塊運動的時間t

（4）滑塊與木板間的動摩擦因數μ＝________（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________（填“偏大”或“偏小”）。

Answer 1

【答案】（1）0．264m/s

（2）0．496 m/s2

（3）CD 天平

（4） 偏大

【解析】試題分析：（1）每相鄰兩計數點間還有4個打點，說明相鄰的計數點時間間隔為0．1s，3號點的瞬時速度的大小；

（2）如果去除的是2．88cm這一數據，計算出滑塊的加速度

（3）要測量動摩擦因數，由，可知要求μ，需要知道摩擦力和壓力的大小，壓力就是滑塊的重力，所以需要知道滑塊的質量，摩擦力要根據鐵塊的運動來求得，滑塊做的是勻加速運動，拉滑塊運動的是托盤和砝碼，所以也要知道托盤和砝碼的質量，故ABE錯誤，CD正確。

（4）以整個系統為研究對象，由牛頓第二定律得，

解得；由于根據牛頓第二定律列方程的過程中，即考慮了木塊和木板之間的摩擦，沒有考慮細線和滑輪以及空氣阻力等，故導致摩擦因數的測量會偏大。