题目内容
【题目】实验小组采用如图甲所示实验装置测量木块与木板间动摩擦因数μ,提供的器材有:带定滑轮的长木板,有凹槽的木块,质量为20 g的钩码若干,打点计时器,电源,纸带,细线等.实验中将部分钩码悬挂在细线下,剩余的钩码放在木块的凹槽中,保持长木板水平,利用打出的纸带测量木块的加速度.
(1) 正确进行实验操作,得到一条纸带,从某个清晰的打点开始,依次标注0、1、2、3、4、5、6,分别测出位置0到位置3、位置6间的距离,如图乙所示.已知打点周期T=0.02 s,则木块的加速度a=________m/s2.
(2) 将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端,改变悬挂钩码的总质量m,测得相应的加速度a,作出a-m图象如图丙所示.已知当地重力加速度g=9.8 m/s2,则木块与木板间动摩擦因数μ=________(保留两位有效数字);μ的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值,原因是________________________(写出一个即可).
(3) 实验中________(选填“需要”或“不需要”)满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量.
【答案】 (1) 3.33 (2) 0.32~0.36 大于 滑轮与轴承、细线间有摩擦,纸带与打点计时器间有摩擦等 (3) 不需要
【解析】(1)已知打点周期T=0.02 s,根据逐差法可得木块的加速度为: 。
(2)设木块的质量为M,根据牛顿第二定律有, , ,联立可解得加速度为: ,由丙图可知,当m=0时,a= =3.3 ,则木块与木板间动摩擦因数μ=0.34 ,因滑轮与轴承、细线间有摩擦,纸带与打点计时器间有摩擦,所以测量值大于真实值。
(3)实验中没有采用细线拉力等于重力,所以不需要满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量.