Question

【題目】物理小組在一次探究活動(dòng)中測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。實(shí)驗(yàn)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(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端通過(guò)跨過(guò)定滑輪的細(xì)線(xiàn)與托盤(pán)連接。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50 Hz。開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，在托盤(pán)中放入適量砝碼，滑塊開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在紙帶上打出一系列小點(diǎn)。

（1）上圖給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示。可以測(cè)出1~6每個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，畫(huà)出v-t圖象，進(jìn)而得到a，其中3號(hào)點(diǎn)的瞬時(shí)速度的大小v3＝________ m/s2（保留三位有效數(shù)字）。

（2）也可以去除一個(gè)數(shù)據(jù)，利用逐差法處理數(shù)據(jù)，如果去除的是2．88cm這一數(shù)據(jù)，計(jì)算出滑塊的加速度a＝________ m/s2（保留三位有效數(shù)字）．

（3）為測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)測(cè)量的有________（填入所選物理量前的字母，完全選對(duì)才得分）：還需要使用的儀器是

A．木板的長(zhǎng)度l

B．木板的質(zhì)量m1

C．滑塊的質(zhì)量m2

D．托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量m3

E．利用秒表測(cè)量滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t

（4）滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________（用被測(cè)物理量的字母表示，重力加速度為g）。與真實(shí)值相比，測(cè)量的動(dòng)摩擦因數(shù)________（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(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)，說(shuō)明相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0．1s，3號(hào)點(diǎn)的瞬時(shí)速度的大小；

（2）如果去除的是2．88cm這一數(shù)據(jù)，計(jì)算出滑塊的加速度

（3）要測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)，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(zhì)量，摩擦力要根據(jù)鐵塊的運(yùn)動(dòng)來(lái)求得，滑塊做的是勻加速運(yùn)動(dòng)，拉滑塊運(yùn)動(dòng)的是托盤(pán)和砝碼，所以也要知道托盤(pán)和砝碼的質(zhì)量，故ABE錯(cuò)誤，CD正確。

（4）以整個(gè)系統(tǒng)為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得，

解得；由于根據(jù)牛頓第二定律列方程的過(guò)程中，即考慮了木塊和木板之間的摩擦，沒(méi)有考慮細(xì)線(xiàn)和滑輪以及空氣阻力等，故導(dǎo)致摩擦因數(shù)的測(cè)量會(huì)偏大。