Question

7．現(xiàn)在需要測(cè)量物塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，備有如下器材：兩個(gè)相同的物塊A、B，兩個(gè)帶有固定裝置的光滑小滑輪，卡子若干，一把鑷子，一個(gè)黑板擦，幾條長(zhǎng)輕質(zhì)細(xì)線，兩個(gè)小盤．小丁和曉平兩個(gè)同學(xué)配合進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
首先把木板固定在水平桌面上，把兩小滑輪固定在木板的左端，把兩個(gè)物塊A和B（平行木板左邊緣、AB距離較近）放到木板的右端，用細(xì)線把物塊和小盤通過(guò)小滑輪連接，通過(guò)調(diào)整小滑輪的高度使木板上方的細(xì)線水平，在物塊A和B右端固定好長(zhǎng)細(xì)線；曉平同學(xué)用黑板擦按住兩個(gè)物塊A、B，小丁同學(xué)在兩個(gè)小盤里放上不同個(gè)數(shù)的砝碼，然后曉平同學(xué)抬起黑板擦，兩個(gè)物塊同時(shí)運(yùn)動(dòng)起來(lái)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)較快的物塊接近木板左端時(shí)按下黑板擦，兩個(gè)物塊同時(shí)停下來(lái)．
（1）為完成此實(shí)驗(yàn)，還需要如下器材中的CD；
A．秒表    B．彈簧測(cè)力計(jì)    C．刻度尺    D．天平
（2）曉平和小丁同學(xué)共同測(cè)量出A和B在木板上的位移，分別記作x_A和x_B，物塊A、B的質(zhì)量為m，物塊A和對(duì)應(yīng)小盤里鉤碼、小盤總質(zhì)量的和為2m，物塊B和對(duì)應(yīng)小盤里鉤碼、小盤的總質(zhì)量的和為3m，根據(jù)這些物理量能否求出物塊和木板之間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)μ的表達(dá)式$μ=\frac{{3{x_B}-4{x_A}}}{{3{x_B}-2{x_A}}}$；
（3）若細(xì)線與木板上表面平行，而木板左端比右端略低（沒(méi)有超過(guò)，重力沿斜面向下的分力和物體滑動(dòng)摩擦力相等的角度），則測(cè)量的動(dòng)摩擦因數(shù)比真實(shí)值偏小（選填“偏大”、“偏小”、“不變”）．

Answer 1

分析 （1）需要刻度尺測(cè)量距離，需要天平測(cè)量物體質(zhì)量；
（2）對(duì)滑塊、勾碼分別運(yùn)用牛頓第二定律列式求解出加速度表達(dá)式，然后結(jié)合位移時(shí)間關(guān)系公式列式求解；
（3）若細(xì)線與木板上表面平行，而木板左端比右端略低，如何重力的下滑分力和摩擦力平衡，動(dòng)摩擦因素的測(cè)量值為零．

解答 解：（1）需要天平測(cè)量物體質(zhì)量m；需要刻度尺測(cè)量物體的位移；不需要測(cè)量拉力和時(shí)間；
故選：CD；
（2）兩個(gè)物體均做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系公式，有：
$\frac{{x}_{A}}{{x}_{B}}=\frac{{a}_{A}}{{a}_{B}}$
對(duì)勾碼和物體整體，根據(jù)牛頓第二定律，有：
對(duì)物體A和勾碼：2mg-μmg=ma_A
對(duì)物體B和勾碼：3mg-μmg=ma_B
聯(lián)立解得：$μ=\frac{{3{x_B}-4{x_A}}}{{3{x_B}-2{x_A}}}$
（3）若細(xì)線與木板上表面平行，而木板左端比右端略低，如何重力的下滑分力和摩擦力平衡，即平衡摩擦力，說(shuō)明動(dòng)摩擦因素的測(cè)量值為零，即減小了；
故即使沒(méi)有恰好平衡摩擦力，動(dòng)摩擦因素的測(cè)量值也是減小的；
故答案為（1）CD，（2）$μ=\frac{{3{x_B}-4{x_A}}}{{3{x_B}-2{x_A}}}$，（3）偏小

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是明確測(cè)量原理，根據(jù)牛頓第二定律列式求解出動(dòng)摩擦因素的表達(dá)式分析，第三問(wèn)聯(lián)系平衡摩擦力考慮，不難．