题目内容
【题目】某同学用如图甲所示的实验装置测量物块与木板间的动摩擦因数μ。实验装置中表面粗糙的长木板固定在水平桌面上，一端装有轻滑轮，另一端固定有打点计时器，物块一端通过打点计时器与纸带相连。另一端通过细绳与托盘（内有砝码）相接，用天平测量物块的质量为M，托盘和砝码的总质量为m，实验时，调整轻滑轮，使细线水平，让物块在托盘和砝码的拉力作用下由静止开始运动，已知打点计时器所用交流电源的频率为f，物块运动过程中通过打点计时器得到一条纸带的一部分如图乙所示，图中测量出了三个连续点1、2、3之间的距离x1、x2。
⑴已知当地的重力加速度大小为g，根据题目中给出的物理量的符号和实验测量的物理量的数据，写出动摩擦因数的表达式μ= ________________________（不计打点计时器与纸带间及细绳与滑轮间的阻力），如果用托盘和砝码的总重力替代细绳对物块拉力，则求出的动摩擦因数的数值 _______________ （选填“偏大”或“偏小”）由此引起的误差属于 __________________（选填“偶然误差”或“系统误差”）。
⑵若用此装置做“探究物块的加速度与力的关系”的实验时，除了必须满足物块的质量远大于托盘和砝码的总质量，还必须进行的实验操作是____________________ 。
【答案】 μ=
； 偏大； 系统误差； 适当垫高长木板没有定滑轮的一端以平衡摩擦力；
【解析】(1) 由匀变速运动的推论△x=aT2可知加速度为：a=
；以系统为研究对象，由牛顿第二定律得：mgf=(m+M)a，滑动摩擦力：f=μMg，
解得：μ= 
；
如果用托盘和砝码的总重力替代细绳对物块拉力，由牛顿第二定律得：mgf=Ma，联立解得μ=
，求出的动摩擦因数的数值偏大；由此引起的误差是由于实验原理造成的，属于系统误差。
（2）做“探究物块的加速度与力的关系”的实验时，物块受到的拉力应为物块受到的合外力，应适当垫高长木板没有定滑轮的一端，用重力沿木板向下的分力平衡摩擦力。
