题目内容
【题目】如图所示，一块长为L、质量m的扁平均匀规则木板通过装有传送带的光滑斜面输送。斜面与传送带靠在一起连成一直线，与水平方向夹角θ，传送带以较大的恒定速率转动，传送方向向上，木板与传送带之间动摩擦因数为常数。已知木板放在斜面或者传送带上任意位置时，支持力均匀作用在木板底部。将木板静止放在传送带和光滑斜面之间某一位置，位于传送带部位的长度设为x，当x=L/4时，木板能保持静止。
（1）将木板静止放在x=L/2的位置，则木板释放瞬间加速度多大？
（2）设传送带与木板间产生的滑动摩擦力为f，试在0≤x≤L范围内，画出f-x图象。（本小题仅根据图象给分）
（3）木板从x=L/2的位置静止释放，始终在滑动摩擦力的作用下，移动到x=L的位置时，木板的速度多大？
（4）在（3）的过程中，木块的机械能增加量设为ΔE，传送带消耗的电能设为W，不计电路中产生的电热，比较ΔE和W的大小关系，用文字说明理由。
【答案】（1）
（2）如图；
（3）
（4）△E小于W；
【解析】
（1）当x=
时，木板能保持静止．木块受静摩擦力与重力沿斜面方向的分力平衡，木板静止放在x=
的位置，静摩擦力大小与放在传送带上的长度成正比，则摩擦力加倍，根据牛顿第二定律求出木板释放瞬间的加速度．
（2）在0≤x≤L范围内，摩擦力与放在传送带上的长度成正比，当x=时，f=mgsinθ，当x=L时，则摩擦力为f=4mgsinθ．
（3）摩擦力f与位移x图线与x轴所围成的面积表示摩擦力所做的功，求出木板从x=L/2的位置静止释放，移动到x=L的位置过程中摩擦力所做的功，根据动能定理求出木板的速度．
（4）在（3）的过程中，传送带消耗的电能一部分转化为木块的机械能，还有一部分转化为相对滑动产生的内能.
（1）当x=时，木板能保持静止，由平衡条件有：f1=mgsinθ
当x=时，摩擦力加倍，有：f2=2mgsinθ
由牛顿第二定律得：a=
=gsinθ
（2）在0≤x≤L范围内，摩擦力与放在传送带上的长度成正比，当x=时，f=mgsinθ，当x=L时，则摩擦力为f=4mgsinθ． 画出f-x图象如图．
（3）利用（2）中图象，可知摩擦力做功：W=
mgLsinθ
由动能定理得：W-
mgLsinθ=mv2
得：
（4）△E小于W；因为传送带与木板之间有滑动摩擦，电能有一部分转为了内能．
【题目】（6分）物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。
（1）上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a= (保留三位有效数字)。
(2)回答下列两个问题：
为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有 。（填入所选物理量前的字母）
A．木板的长度l |
B．木板的质量m1 |
C．滑块的质量m2 |
D．托盘和砝码的总质量m3 |
E.滑块运动的时间t
滑块与木板间的动摩擦因数
＝ （用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）.
