Question

【题目】某同学想用甲图所示的装置测定滑块与水平桌面间的动摩擦因数。滑块上表面固定一个宽度为d的遮光条，滑块的左侧面固定一蓝牙拉力传感器（可通过接收器读出拉力），光电门固定在桌面上的B点。调节定滑轮的高度，使连接滑块和重物的细绳与桌面平行，将滑块从A点(遮光条与A点对齐)由静止释放，测出遮光条经过光电门的时间。改变重物的质量，重复以上操作。已知当地重力加速度g=10m/s2。

(1)本实验__（填“需要”或“不需要”）满足滑块（带遮光条）的质量M远大于重物质量m；

(2)要得到滑块的加速度，还需要测定的物理量是___，加速度的表达式为a=___m/s2（用测量量和已知量的符号表示）。

(3)若根据测得的加速度a和对应的拉力传感器的示数F，作出如乙图所示a-F图象，则滑块(带遮光条)质量M=__kg；滑块与桌面间的动摩擦因数为___。

Answer 1

【答案】不需要 AB之间的距离 0.5 0.2

【解析】

(1)[1]滑块所受绳子拉力可由拉力传感器读出，所以不需要满足M远大于m。

(2)[2][3]由题可得，通过光电门的速度为

根据运动学公式

得到滑块加速度为

由此可知实验中要得到滑块的加速度，还需要测定AB两点间的距离x。

(3)[4][5]根据牛顿第二定律

解得

作出图线的纵轴截距表示，则有

解得

斜率表示滑块质量的倒数，则有

解得滑块质量为

kg