某物理興趣小組在一次探究活動中，要測量滑塊與木板之間的動摩擦因數．實驗裝置如圖所示，一表面粗糙的木板固定在水平...

問題詳情：

某物理興趣小組在一次探究活動中，要測量滑塊與木板之間的動摩擦因數．實驗裝置如圖所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，右端裝有定滑輪；木板上         有一滑塊，其左端與穿過電磁打點計時器的紙帶相連，右端通過跨過定滑輪的細線與 托盤連接，打點計時器使用的交流電源頻率為50 Hz，開始實驗時，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速直線運動，在紙帶上打出一系列點。

   （1）上圖給出的是實驗中獲取紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6是計數點，每相鄰

        兩計數點間還有4個打點（圖中未標出），用刻度尺測量出計數點間的距離如圖所

         示。根據圖中數據計算的加速度a=                     （保留三位有效數字）。

（2）請回答下列兩個問題：

        ① 為了測量滑塊與木板之間的動摩擦因數，還需測量的物理量是          

          （填寫字母代號）

    A．木板的長度L             B．木板的質量m1          C．滑塊的質量m2    

    D．托盤和砝碼的總質量m3    E．滑塊的運動時間t

    ② 欲測量①中所選定的物理量，所需要的實驗器材是                。

（3）實驗時，用托盤和砝碼的總重力來代替細繩對滑塊的拉力，則滑塊與木板之間的動

     摩擦因數＝                     （用L、g、a、m1、m2、m3、t中所需字母表

     示）。與真實值相比，測量的動摩擦因數               （填“偏大”或“偏小”）。

【回答】

 （1）0.497 m/s2    （2）①CD ，②天平  （3） ，偏大 解析： ：（1）每相鄰兩計數點間還有4個打點，説明相鄰的計數點時間間隔為0.1s．將第一段位移舍掉，設1、2兩計數點之間的距離為x1，則第6、7之間的距離為x6，利用勻變速直線運動的推論△x=at2，即逐差法可以求物體的加速度大小：a=，代入數據解得：a=0.497m/s2．由於取捨的位移不一樣，因此在*在：0.495～0.497m/s2 範圍內． （2）①要測量動摩擦因數，由f=μFN  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量，摩擦力要根據鐵塊的運動來求得，滑塊做的是勻加速運動，拉滑塊運動的是托盤和砝碼，所以也要知道托盤和砝碼的質量，故ABE錯誤，CD, ②需要測量質量，因此需要天平（3）根據牛頓第二定律有：m3g-m2gμ=m2a， 故解得：μ=由於根據牛頓第二定律列方程的過程中，考慮了木塊和木板之間的摩擦，但沒有考慮細線和滑輪以及空氣阻力等，故導致摩擦因數的測量會偏大．

【思路點撥】（1）紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論△x=aT2，可計算出打出某點時紙帶運動加速度；（2）對木塊受力分析，根據牛頓第二定律列方程，可求出滑動摩擦因數的表達式，由於木塊滑動過程中受到空氣阻力，因此會導致測量的動摩擦因數偏大．能夠從物理情境中運用物理規律找出所要求解的物理量間的關係，表示出需要測量的物理量，運用儀器進行測量，正確的進行有關誤差分析．

知識點：牛頓第二定律

題型：實驗,探究題