Question

19．圖為測量物塊與水平桌面之間動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①用天平測量物塊和遮光片的總質(zhì)量M、重物的質(zhì)量m，用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d；用米尺測量兩光電門之間的距離s；
②調(diào)整輕滑輪，使細(xì)線水平；
③讓物塊從光電門A的左側(cè)由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計(jì)分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時(shí)間△_tA和△_tB，求出加速度a；
④多次重復(fù)步驟③，求a的平均值$\overline{a}$；
⑤根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出動摩擦因數(shù)μ．
回答下列問題：
（1）物塊的加速度a可用d、s、△_tA和△_tB表示為a=$\frac{1}{2s}$[（$\fracoc4pjro{△{t}_{B}}$）²-（$\fracsltlpks{△{t}_{A}}$）²]．
（2）動摩擦因數(shù)μ可用M、m、$\overline{a}$和重力加速度g表示為μ=$\frac{mg-（M+m）\overline{a}}{Mg}$．
（3）如果細(xì)線沒有調(diào)整到水平，由此引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差（選填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”）．

Answer 1

分析 （1）由速度公式求出物塊經(jīng)過A、B兩點(diǎn)時(shí)的速度，然后由勻變速運(yùn)動的速度位移公式求出物塊的加速度；
（2）由牛頓第二定律求出動摩擦因數(shù)．
（3）由于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)造成的誤差是系統(tǒng)誤差，由于實(shí)驗(yàn)操作、讀數(shù)等造成的誤差屬于偶然誤差．

解答 解：（1）物塊經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度v_A=$\fraclaa4fnv{△{t}_{A}}$，物塊經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度v_B=$\fracj9gtpti{△{t}_{B}}$，
物塊做勻變速直線運(yùn)動，由速度位移公式得：v_B²-v_A²=2as，加速度a=$\frac{1}{2s}$[（$\fraclwh4mjj{△{t}_{B}}$）²-（$\fracnjs5tff{△{t}_{A}}$）²]；
（2）以M、m組成的系統(tǒng)為研究對象，由牛頓第二定律得：mg-μMg=（M+m）$\overline{a}$，
解得μ=$\frac{mg-（M+m）\overline{a}}{Mg}$；
（3）如果細(xì)線沒有調(diào)整到水平，由此引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差．
故答案為：（1）$\frac{1}{2s}$[（$\fracbkt1jrs{△{t}_{B}}$）²-（$\fracr4rlzai{△{t}_{A}}$）²]；（2）$\frac{mg-（M+m）\overline{a}}{Mg}$；（3）系統(tǒng)誤差．

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵明確探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，知道減小系統(tǒng)誤差的兩種方法．