Question

18．某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在木块上，另一端绕过定滑轮与重物连接，木块左侧与穿过打点计时器的纸带连接，使木块在重物的牵引下运动，以此定量测量木块与模板间的动摩擦因数μ，实验装置如图甲所示，通过打点计时器在纸带上打下一系列的计时点测出s、s₁、s₂，如图乙所示，打点计时器的周期为T．
（1）实验过程中打点计时器应接在交流（选填“直流”或交流）电源上，由图可以判断纸带的左端（选填“左端”或“右端”）与木块连接；
（2）本实验还需直接测量的物理量是重物m与木块的质量M（并用相应的符号表示）；
（3）已知重力加速度为g，则木块与木板间动摩擦因数是$\frac{2mgs-（M+m）（（\frac{{s}_{2}}{2T}）^{2}-（\frac{{s}_{1}}{2T}）^{2}）}{2Mgs}$．

Answer 1

分析 （1）运用打点计时器需使用交流电源，由纸带上的点来判定哪端与木块相连；
（2、3）根据实验原理，结合动能定理，除s₁，s₂，s外，还需要直接测量是重物与木块的质量；并列式即可求解动摩擦因数．

解答 解：（1）实验过程中打点计时器应接在交流电源上，
由图可知，从左向右点间距越来越大，则可判断纸带的左端木块连接；
（2）根据拉力与滑动摩擦力做功的之和，即为动能的增加量，
因此还需要测量重物m与木块的质量M即可；
（3）根据动能定理，则有：mgs-μMgs=$\frac{1}{2}（M+m）（{v}_{B}^{2}-{v}_{A}^{2}）$；
解得：μ=$\frac{2mgs-（M+m）（（\frac{{s}_{2}}{2T}）^{2}-（\frac{{s}_{1}}{2T}）^{2}）}{2Mgs}$；
故答案为：（1）交流，左端；（2）重物m与木块的质量M；（3）$\frac{2mgs-（M+m）（（\frac{{s}_{2}}{2T}）^{2}-（\frac{{s}_{1}}{2T}）^{2}）}{2Mgs}$．

点评 考查实验器材的正确使用，理解动能定理的应用，注意力做功正负是应用的关键，最后掌握滑动摩擦力的表达式．