Question

18．如圖1為測量物塊與水平桌面質檢動摩擦因數(shù)的實驗裝置示意圖．實驗步驟如下：
A．用天平測得物塊質量M為500g、重物m的質量為100g；
B．調整長木板上的輕滑輪，使細線水平；
C．調整長木板傾斜程度，平衡摩擦力
D．打開電源，讓物塊由靜止釋放，打點計時器在紙帶上打出點跡；
E．多次重復步驟D，選取點跡清晰的理想紙帶，求出加速度a；
F．根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)求出動摩擦因數(shù)u，整理儀器，結束實驗．

回答下列問題：
①以上實驗步驟中，不需要的步驟是C．
②其中一條紙帶如圖2所示，各點間還有4個點未標出，則物塊的加速度a=1.25m/s²（結果保留三位有效數(shù)字）
③根據(jù)實驗原理，可求出動摩擦因數(shù)u=$\frac{mg-（M+m）a}{Mg}$（用M、m、a和重力加速度g表示）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗的目的和要求事項分析答題；
（2）由導出公式：△x=aT²，即可求出加速度；
（3）由動能定理列方程求出動摩擦因數(shù)．

解答 解：（1）該實驗的目的是為了測量物塊與長木板之間的摩擦因數(shù)，所以在實驗的過程中，不能調整長木板傾斜程度，平衡摩擦力，否則不能測量摩擦因數(shù)．
所以不需要的步驟是C．
（2）各點間還有4個點未標出，所以時間間隔是5t₀=5×0.02s=00.1s
物塊的加速度：${a}_{1}=\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2{T}^{2}}$，${a}_{2}=\frac{{x}_{4}-{x}_{2}}{2{T}^{2}}$
物塊的加速度：$a=\frac{{a}_{1}+{a}_{2}}{4{T}^{2}}=\frac{{x}_{3}+{x}_{4}-{x}_{1}-{x}_{2}}{4{T}^{2}}=\frac{0.0869+0.0995-0.0619-0.0745}{4×0．{1}^{2}}$m/s²=1.25m/s²
（3）對M、m組成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律得：mg-μMg=（M+m）a，
解得：$μ=\frac{mg-（M+m）a}{Mg}$．
故答案為：①C； ②1.25； ③$\frac{mg-（M+m）a}{Mg}$

點評 本題考查了實驗注意事項、求動摩擦因數(shù)、求加速度，知道實驗注意事項、實驗原理、應用牛頓第二定律與勻變速直線運動的推論即可正確解題