Question

某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測定滑塊與木板間動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)，裝置如圖甲所示，其中M為滑塊，m和m′是質(zhì)量可調(diào)的片碼，細(xì)繩和滑輪的質(zhì)量都可以忽略不計(jì)．實(shí)驗(yàn)過程中，該同學(xué)在片碼總質(zhì)量m+m′=m₀保持不變的條件下，改變m和m′的大小，測出不同m下系統(tǒng)的加速度，然后通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析求出滑塊和木板間的動摩擦因數(shù)．
（1）在實(shí)驗(yàn)器材方面，該同學(xué)選擇了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、每片質(zhì)量為0.15kg的片碼總共10片以及滑塊、木板、滑輪各一個(gè)、細(xì)線若干．除此以外，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)所要測量的物理量，你認(rèn)為在下列備選儀器中還需要

 

（填寫字母代號即可）．
A．秒表      B．毫米刻度尺     C．學(xué)生用直流電源       D．學(xué)生用交流電源
（2）如圖乙所示是為了測量滑塊的加速度而實(shí)驗(yàn)得來的一條紙帶，其中O、A、B、C、D、E、F是計(jì)數(shù)點(diǎn)（每打5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，電源頻率50Hz），測量出各相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離如圖所示．根據(jù)這條紙帶，則打C點(diǎn)時(shí)的速度為

 

m/s，這次實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊的加速度為

 

m/s²（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．
（3）理論和實(shí)驗(yàn)均已證明，a與m是一次函數(shù)關(guān)系，結(jié)合本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)得出a=2m-3，那么滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，結(jié)合已有實(shí)驗(yàn)器材，即可確定求解；
（2）紙帶實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動的瞬時(shí)速度和加速度．
（3）根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合滑動摩擦力公式，即可求解．

解答：解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，結(jié)合所需要測量的物理量，時(shí)間由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來體現(xiàn)，因此需要學(xué)生交流電源，同時(shí)要用毫米刻度尺來測量長度，來求出速度，從而算出加速度大�。� 
（2）因?yàn)槊肯噜弮捎?jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s；
利用勻變速直線運(yùn)動的推論得：
v_C=

xBD

tBD

═

0.0324+0.0404

2×0.02×5

=0.364m/s
根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式得：△x=at²，
a=

△x

t2

=

0.0404+0.0484+0.0567-(0.0324+0.0241+0.0161)

(3×0.1)2

=0.810m/s²．
（3）根據(jù)牛頓第二定律，則有：mg-μ（M+m′）g=（M+m′）a，
因此解得：a=

m

M+m′

g-μg；
結(jié)合實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)得出a=2m-3，
所以有：μg=3，
則有：μ=0.3；
故答案為：（1）BD； 
（2）0.364，0.810；
（3）0.3．

點(diǎn)評：要注意單位的換算．對于紙帶的問題，我們要熟悉勻變速直線運(yùn)動的特點(diǎn)和一些規(guī)律，同時(shí)掌握牛頓第二定律的應(yīng)用，注意數(shù)學(xué)公式與物理規(guī)律相綜合應(yīng)用．