Question

【题目】某同学利用“验证牛顿第二定律”的实验器材，测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。如图所示，带滑轮的长木板水平放置，力传感器固定在墙上，轻绳分别跨过固定在滑块上和固定在长木板末端的滑轮，一端与力传感器连接，另一端竖直悬挂一砂桶，砂桶距地面足够远。调节两滑轮的位置使轻绳与长木板平行，不计轻绳与各滑轮之间的摩擦。

(1)实验时，______(填“必须”或“不必”)要保证砂和砂桶的总质量远小于滑块质量；______(填“有”或“没有”)必要将长木板右端垫高以平衡摩擦力；______(填“需要”或“不需要”)用天平测砂和砂桶的总质量。

(2)下图是实验中得到的一条纸带，已知相邻计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源频率为50 Hz，由此可求出小车的加速度a＝________ m/s2(计算结果保留三位有效数字)。

(3)实验时，记录力传感器的示数3.2 N，用天平测出滑块质量1 kg，根据(2)中求出的加速度a的结果。可以得出滑块和长木板间的动摩擦因数μ＝______。(重力加速度为g)。

Answer 1

【答案】 不必 没有 不需要 1.60 m/s2 0.48

【解析】（1）由于有力传感器，所以绳子对物体的拉力一定等于力传感器示数的两倍，与砂和砂桶的总质量大小无直接关系，故不必保证砂和砂桶的总质量远小于滑块质量；测量滑块和长木板之间的动摩擦因数，不需要将木板右端垫高来平衡摩擦力； 拉力的大小可以通过拉力传感器测出，不需要用天平测量沙和沙桶的总质量。

（2）邻计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源频率为50 Hz，可得相邻两个点的时间间隔为：T=0.1s。由匀变速直线运动的推论：△x=aT2可得：

。

（3）根据牛顿第二定律： ，摩擦力为： ，联立并代入数据解得： 。