Question

某校物理興趣小組利用如圖甲所示的裝置進(jìn)行“測(cè)量小車(chē)和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)”的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)中通過(guò)懸掛不同的重物，讓小車(chē)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，打下若干條紙帶，經(jīng)數(shù)據(jù)處理來(lái)求小車(chē)和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ．具體步驟如下：
a、準(zhǔn)備不同質(zhì)量的鉤碼若干，充當(dāng)重物；
b、按圖示連接好實(shí)驗(yàn)裝置，保持長(zhǎng)木板水平，調(diào)整細(xì)線與木板平行；
c、保持小車(chē)的質(zhì)量不變，懸掛適當(dāng)質(zhì)量的重物，帶動(dòng)小車(chē)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)；
d、記錄相應(yīng)重物的質(zhì)量，取下紙帶并編號(hào)．然后再重復(fù)c、d步驟；
e、利用打出的若干條合適的紙帶，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理．
（1）本實(shí)驗(yàn)中以小車(chē)為研究對(duì)象來(lái)測(cè)量μ，則需要小車(chē)質(zhì)量M 和重物質(zhì)量m之間滿足M

 

m（填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”）
（2）在滿足①的條件下，利用測(cè)得的小車(chē)的加速度a和相應(yīng)的重物重力mg，定性畫(huà)出a-mg圖象．
（3）若已知圖象的斜率為k，橫截距為b，則μ=

 

（用k、b、g來(lái)表示）

Answer 1

分析：為了使重物的重力等于細(xì)繩的拉力，則小車(chē)的質(zhì)量M應(yīng)遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量m．對(duì)小車(chē)分析，根據(jù)牛頓第二定律得出加速度與mg的表達(dá)式，結(jié)合圖線的斜率和橫軸截距求出動(dòng)摩擦因數(shù)的大小．

解答：解：（1）為了使重物的重力等于細(xì)繩的拉力，則小車(chē)的質(zhì)量M應(yīng)遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量m．
（2、3）根據(jù)牛頓第二定律得，小車(chē)的加速度a=

F-μMg

M

=

mg

M

-μg．
因?yàn)閳D線的斜率為k，則k=

1

M

，橫截距為b，則

b

M

-μg=0，解得μ=

kb

g

．a(chǎn)-mg圖線如圖所示．
故答案為：（1）遠(yuǎn)大于，（2）如圖所示，（3）

kb

g

．

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于圖象問(wèn)題，關(guān)鍵通過(guò)物理學(xué)規(guī)律得出兩個(gè)物理量之間的關(guān)系式，結(jié)合圖線得知斜率和截距表示的含義．