Question

12．一學(xué)生用如圖甲所示的裝置測量木塊與木板間的動摩擦因數(shù)．在桌面上放置一塊水平長木板，木板一端帶滑輪，另一端固定一打點(diǎn)計時器．木塊一端拖著穿過打點(diǎn)計時器的紙帶，另一端連接跨過定滑輪的繩子，在繩子上懸掛一定質(zhì)量的鉤碼后可使木塊在木板上勻加速滑動．實(shí)驗(yàn)中測得木塊質(zhì)量M=150g，鉤碼質(zhì)量m=50g．

（1）實(shí)驗(yàn)開始時，應(yīng)調(diào)整滑輪的高度，讓細(xì)線與木板平行；
（2）實(shí)驗(yàn)中得到如圖乙所示的紙帶，紙帶上A、B、C、D、E是計數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔是0.10s，所測數(shù)據(jù)在圖中已標(biāo)出，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可求得木塊運(yùn)動的加速度a=0.25m/s²（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）：
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可導(dǎo)出計算動摩擦因素的表達(dá)式μ=$\frac{m}{M}-\frac{（M+m）a}{Mg}$ （用M、m、g、a表示）； 取g=10m/s²，代入相關(guān)數(shù)據(jù)可求得μ=0.3 （計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
紙帶實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計算出加速度；
根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合滑動摩擦力公式，即可求解．

解答 解：（1）應(yīng)調(diào)整滑輪的高度，讓細(xì)線與木板平行；
（2）根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式得：△x=at²，
a=$\frac{△x}{{t}^{2}}$=$\frac{0.1618-0.1517}{0．{2}^{2}}$=0.25m/s²．
（3）根據(jù)牛頓第二定律，則有：mg-μMg=（M+m）a；
解得：μ=$\frac{m}{M}-\frac{（M+m）a}{Mg}$；
代入數(shù)據(jù)，則有：μ=$\frac{50}{150}-\frac{150+50}{150×10}$×0.25=0.3；
故答案為：（1）平行，（2）0.25，（3）=$\frac{m}{M}-\frac{（M+m）a}{Mg}$；0.3．

點(diǎn)評 對于實(shí)驗(yàn)問題我們要了解實(shí)驗(yàn)的裝置和工作原理，同時掌握牛頓第二定律的應(yīng)用，并要注意單位的換算．