Question

12．某同学用如图甲所示的实验装置测量木块与木板（斜面）之间的动摩擦因数，先将打点计时器固定在木板上，再将木板的一端固定在铁架台上，测出木板与水平面之间的夹角θ=37°，已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，取重力加速度g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8．
（1）图乙为打点计时器打出的一条纸带，选择6个计数点1、2、3、4、5、6，分别测出它们到O点的距离如图所示，则木块运动的加速度大小a=1.85m/s²（保留三位有效数字）；
（2）木块与木板之间的动摩擦因数μ=0.520（保留三位有效数字）；
（3）本实验中木块与木板之间动摩擦运输的实际值与测量值相比偏小（选填“偏小”、“相等”或“偏大”）．

Answer 1

分析 （1）根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，运用逐差法求出纸带运动的平均加速度．
（2）根据牛顿第二定律求出木块与斜面之间的滑动摩擦因数．
（3）根据滑动摩擦力的测量误差，得出动摩擦因数的测量误差．

解答 解：（1）根据△x=a（2T）²，运用逐差法得，a=$\frac{{x}_{6}-2{x}_{3}}{9（2T）^{2}}$=$\frac{0.1764-2×0.1057}{9×（0.04）^{2}}m/{s}^{2}=1.85m/{s}^{2}$．
（2）根据牛顿第二定律得，mgsinθ-μmgcosθ=ma，解得$μ=tanθ-\frac{a}{gcosθ}=0.52$0．
（3）由于木块在运动过程中，受到滑动摩擦力以及空气阻力、纸带与打点计时器间的阻力，所以测量的滑动摩擦力偏大，实际值与测量值相比偏小．
故答案为：（1）1.85
（2）0.520
（3）偏小．

点评 能够从物理情境中运用物理规律找出所要求解的物理量间的关系，表示出需要测量的物理量，知道实验误差的来源，难度中等．