Question

物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速直线运动，在纸带上打出一系列小点．

（1）上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．可以测出1~6每个点的瞬时速度，画出v-t图象，进而得到a，其中3号点的瞬时速度的大小v₃＝________ m/s²（保留三位有效数字）．

（2）也可以去除一个数据，利用逐差法处理数据，如果去除的是2．88cm这一数据，计算出滑块的加速度a＝________ m/s²（保留三位有效数字）．

（3）为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有________（填入所选物理量前的字母，完全选对才得分）：还需要使用的仪器是________。

A．木板的长度l

B．木板的质量m₁

C．滑块的质量m₂

D．托盘和砝码的总质量m₃

E．利用秒表测量滑块运动的时间t

（4）滑块与木板间的动摩擦因数μ＝________（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）．与真实值相比，测量的动摩擦因数________（填偏大或偏小）．

Answer

0．264m/s 0．496 m/s2 CD 天平 偏大

【解析】

(1) 3号点的瞬时速度的大小；

(2)每相邻两计数点间还有4个打点，说明相邻的计数点时间间隔：T=0.1s，

将第一段位移舍掉，设1、2两计数点之间的距离为x1，则第6、7之间的距离为x6，利用匀变速直线运动的推论△x=at2，即逐差法可以求物体的加速度大小：

根据逐差法有：；

(3) 根据牛顿第二定律有：m3g-m2gμ=（m3+m2）a，故解得：

于根据牛顿第二定律列方程的过程中，即考虑了木块和木板之间的摩擦，没有考虑细线和滑轮以及空气阻力等，故导致摩擦因数的测量会偏大．