Question

【題目】如圖1所示是某實(shí)驗(yàn)小組測(cè)量物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置。物塊放在長(zhǎng)木板上，木板固定在水平桌面上，物塊的一端與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端前面有輕小動(dòng)滑輪，沙桶和彈簧秤通過(guò)繞在滑輪上的細(xì)繩相連。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz。開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，在沙桶中放入適量細(xì)沙，滑塊開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，在紙帶上打出一系列小點(diǎn)。（板上面空間的細(xì)繩均水平，不計(jì)滑輪的摩擦）

（1）該實(shí)驗(yàn)是否需要滿足沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量？______（填“需要”或“不需要”）

（2）圖2給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6是計(jì)數(shù)點(diǎn)，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），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖2所示。則計(jì)數(shù)點(diǎn)3對(duì)應(yīng)的速度v=______m/s；本次實(shí)驗(yàn)物塊對(duì)應(yīng)的加速度a=______m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

（3）改變沙桶內(nèi)細(xì)沙的質(zhì)量，測(cè)量出對(duì)應(yīng)的加速度a和彈簧秤的示數(shù)F。若用圖像法處理數(shù)據(jù)，得到了如圖3所示的一條傾斜的直線，如果該圖線的橫軸截距的大小等于b，斜率的大小為k，且重力加速度g為已知，則動(dòng)摩擦因數(shù)μ=______。

Answer 1

【答案】不需要 0.264 0.496

【解析】

（1）拉力是通過(guò)彈簧的示數(shù)表示的，故不需要滿足此條件。（2）中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，利用逐差法求得加速度。（3）利用牛頓第二定律求得摩擦因數(shù)。

（1）[1]拉力是通過(guò)彈簧秤的示數(shù)來(lái)表示的，與沙和沙桶的質(zhì)量無(wú)關(guān)，故不需要滿足沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量。

（2）[2] 3點(diǎn)的速度

[3]利用逐差法可知加速度為

（3）[4]根據(jù)牛頓第二定律可知

結(jié)合橫軸截距的大小等于b，斜率的大小為k，且重力加速度g，解得。