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)裝置如圖甲所示，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，其一端與穿過(guò)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)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，在紙帶上打出一系列 點(diǎn)。圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點(diǎn)跡起，在 紙帶上標(biāo)出連續(xù)的 5 個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) A、B、C、D、E，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有 4 個(gè)打 點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到 A 點(diǎn)之間的距離如圖所示．請(qǐng)完成下列小題：

（1）根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算：（保留兩位有效數(shù)字）

①打 C 點(diǎn)時(shí)滑塊的速度的大小為_____m/s；

②滑塊的加速度 a=_____m/s2；

（2）為了測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)測(cè)量的是_____．

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.滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t

（3）不計(jì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與紙帶間及細(xì)繩與滑輪間的阻力，則滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)＝______用被測(cè)物理量的字母表示，重力加速度為 g）．

Answer 1

【答案】（1）0.54m/s；1.0m/s2（2）CD（3）

【解析】

（1）①根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律知道C點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于B點(diǎn)到D點(diǎn)的平均速度，有：
vC==0.54m/s
②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：T=0.1s，根據(jù)逐差法有：

（2）要測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)，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(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．故選CD．
（3）以整個(gè)系統(tǒng)為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律有：
m3g-f=（m2+m3）a ①
f=μm2g ②
聯(lián)立①②解得：．