Question

【題目】在利用如圖所示的裝置測量木塊與長木板間的動摩擦因數的實驗中：

①以下提供的器材中不需要的是_____，還需要的器材是_____

打點計時器、紙帶、復寫紙、木塊、長木板、立柱、50Hz低壓交流電源、導線、天平．

②若圖甲中立柱的高度是木板長度的一半，接通電源，得到如圖所示的紙帶．則木塊下滑的加速度為_____m/s2，木塊與長木板間的動摩擦因數為_____．（g取10m/s2，所有計算結果均保留兩位有效數字）．由于存在系統誤差，動摩擦因數的測量值比真實值_____（填偏大或偏小）．

Answer 1

【答案】天平 刻度尺 2.0 0.35 偏大

【解析】

①對木塊進行受力分析，由牛頓第二定律列方程，求出動摩擦因數的表達式，然后分析答題．

②根據圖示紙帶，應用勻變速運動的推論：△x=at2求出加速度，然后求出動摩擦因數；由于紙帶與打點計時器間存在摩擦力，則動摩擦因數的測量值大于真實值．

①設斜面的傾角是θ，由題意知：， ，

對木塊，由牛頓第二定律得：mgsinθ﹣μmgcosθ=ma，解得：，

要測動摩擦因數，需要測出：斜面的高度h、斜面長度L、木塊的加速度a，

測斜面高度與長度需要刻度尺，測加速度需要：

打點計時器、紙帶、復寫紙、木塊、長木板、立柱、50Hz低壓交流電源、導線，

因此不需要的器材是：天平，還需要的器材是：刻度尺；

②由圖乙所示紙帶可知，計數點間的時間間隔T=0.02s×2=0.04s，

由勻變速運動的推論：△x=aT2可得：

加速度：，

由題意知，立柱的高度是木板長度的一半，即L=2h，

則動摩擦因數；

木塊運動時，由于紙帶與打點計時器間存在摩擦，

所測加速度偏小，動摩擦因數的測量值大于真實值；