题目内容
【题目】测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数的实验装置如图所示。实验步骤如下：
①用游标卡尺测量挡光条的宽度L；用米尺测量O点到光电门A之间的距离d；
②调整轻滑轮，使细线水平；
③让滑块上的挡光条在桌面上O点的正上方并在砝码盘中加上一定的砝码，然后从O点由静止释放滑块，读出力传感器的读数F和数字毫秒计上显示的挡光条经过光电门的时间Δt；
④根据挡光条的宽度L、O点到光电门A之间的距离d、挡光条经过光电门的时间Δt，求出滑块运动时的加速度a；
⑤多次重复步骤③④，得到多组力的数据F与对应的滑块加速度a；
⑥根据上述实验数据作出a－F图象，计算滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ。
测量次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
力传感器读数F（N） | 0．32 | 0．43 | 0．51 | 0．58 | 0．66 |
测量计算的加速度a（m/s2） | 0．59 | 1．20 | 1．51 | 1．89 | 2．31 |
请回答下列问题：
（1）滑块的加速度a可以用d、L、Δt表示，则a的表达式为________。
（2）在此实验中________（填“要求”或“不要求”）砝码和砝码盘的总质量远小于滑块、挡光条以及力传感器的总质量。
（3）在实验步骤⑤中，我们得到多组力的数据F与对应的滑块加速度a的数据如下表所示，请在坐标纸中画出a—F图象。
（4）根据图象求出滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ＝________（保留两位有效数字）。
【答案】（1）
；（2）不要求；（3）如图所示；（4）0．10。
【解析】
试题分析：（1）滑块系统从O点开始做匀加速直线运动，挡光条通过光电门的速度为v=
，由匀变速直线运动公式，2ad＝v2，加速度的表达式为；（2）由于力传感器可以精确测量滑块系统所受的拉力，也就不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于滑块、挡光条以及力传感器的总质量这一条件；（3）描点连成直线即可；（4）滑块系统运动的动力学方程为F－μMg＝Ma，得a＝
F－μg，滑块系统的质量为图象斜率的倒数，可得M＝0．20kg，图线在F轴的截距F0＝μMg，得到μ＝0．10。
