题目内容

【题目】实验小组采用如图甲所示实验装置测量木块与木板间动摩擦因数μ,提供的器材有:带定滑轮的长木板,有凹槽的木块,质量为m0的钩码若干,打点计时器,电源,纸带,细线等.实验中将部分钩码悬挂在细线下,剩余的钩码放在木块的凹槽中,保持长木板水平,利用打出的纸带测量木块的加速度.

(1) 正确进行实验操作,得到一条纸带。纸带的一部分如左图所示,纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s。该同学将纸带从每个计数点处截断,得到6条短纸带,再把6条短纸带的下端对齐贴在纸上,以纸带下端为横轴建立直角坐标系,并将刻度尺边缘紧靠纵轴,其示数如右图所示。则打下计数点“2”时小车的速度大小为____________m/s;小车的加速度大小为___________ m/s2(结果均保留两位有效数字)

(2) 将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端,改变悬挂钩码的总质量m,测得相应的加速度a,作出a-m图象如图所示.已知当地重力加速度g=9.8 m/s2,则木块与木板间动摩擦因数μ=________(保留两位有效数字);μ的测量值________(选填大于”“小于等于”)真实值。

(3) 实验中________(选填需要不需要”)满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量.

【答案】0.47; 0.70; 0.33; 大于; 不需要;

【解析】

(1)依据中时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,那么计数点“2”时小车的速度大小为:根据x=aT2结合逐差法可得:

(2)根据牛顿第二定律可知mg-μ(M-m)g=Ma,解得,由图可知,-μg=-3.3,解得μ=0.33;
μ的测量值大于真实值,原因是滑轮与轴承、细线间有摩擦,纸带与打点计时器间有摩擦等
(3)在此实验中,由于把小车和砝码的质量作为了整体,结合第二问可知,不需要满足悬挂钩码质量远小于木块和槽中的钩码总质量

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