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，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是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a=_______ (保留三位有效数字)。

(2)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）

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.滑块运动的时间t

（3）滑块与木板间的动摩擦因数＝____________ （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” ）。写出支持你的看法的一个论据：________________________________________________________ 。

Answer

（1）0.497m/s2；2）①CD；②天平；（3），偏大，忽略了纸带与限位孔之间的摩擦力、空气阻力、滑轮处的摩擦力、细绳质量．

【解析】试题分析：（1）由匀变速直线运动的推论△x=aT2，利用逐差法求出加速度；

（2）利用牛顿第二定律列式，求出计算动摩擦因数的表达式，根据表达式判断需要测量哪些物理量，根据需要测量的物理量选择实验器材；

（3）由于忽略了纸带与限位孔之间的摩擦力、空气阻力、滑轮处的摩擦力、细绳质量，导致测量的动摩擦因数偏大．

【解析】
（1）由逐差法得：a=．

（2）对系统由牛顿第二定律得：m3g﹣μm2g=（m2+m3）a，

解得：μ=，

据此可知为测量动摩擦因数，还应测量的有滑块的质量m2，托盘和砝码的总质量m3，测量质量需要的实验器材是天平．

（3）由（2）的分析可知滑块与木板间的动摩擦因数为：

μ=，

由于忽略了纸带与限位孔之间的摩擦力、空气阻力、滑轮处的摩擦力、细绳质量，导致测量的动摩擦因数偏大．

故答案为：（1）0.497m/s2；2）①CD；②天平；（3），偏大，忽略了纸带与限位孔之间的摩擦力、空气阻力、滑轮处的摩擦力、细绳质量．

【点评】本题考查动摩擦因数的测量，解题的关键是掌握实验原理，利用牛顿第二定律写出计算动摩擦因数的表达式，平时注意掌握实验误差的分析．