Question

18．如图1所示是某实验小组测量物块与木板间的动摩擦因数的实验装置．物块放在长木板上，木板固定在水平桌面上，物块的一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端前面有轻小动滑轮，沙桶和弹簧秤通过绕在滑轮上的细绳相连．打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz．开始实验时，在沙桶中放入适量细沙，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点．（板上面空间的细绳均水平，不计滑轮的摩擦）

（1）该实验是否需要满足沙和沙桶的总质量远小于车的质量？不需要（填“需要”或“不需要”）
（2）图2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2所示．则计数点3对应的速度v=0.264m/s；本次实验物块对应的加速度a=0.496m/s²（结果保留三位有效数字）
（3）改变沙桶内细沙的质量，测量出对应的加速度a和弹簧秤的示数F．若用图象法处理数据，得到了如图3所示的一条倾斜的直线，如果该图线的横轴截距的大小等于b，斜率的大小为k，且重力加速度g为已知，则动摩擦因数μ=$\frac{kb}{g}$．

Answer 1

分析 （1）拉力是通过弹簧的示数表示的，故不需要满足此条件；
（2）中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，利用逐差法求得加速度；
（3）利用牛顿第二定律求得摩擦因数

解答 解：（1）拉力是通过弹簧秤的示数来表示的，与沙和沙桶的质量无关，故不需要满足沙和沙桶的总质量远小于车的质量
（2）3点的速度${v}_{3}=\frac{0.024+0.0288}{0.2}m/s=0.264m/s$
利用逐差法可知加速度为$a=\frac{{s}_{36}-{s}_{03}}{9{T}^{2}}=0.496m/{s}^{2}$
（3）根据牛顿第二定律可知2F-2b=ma，结合横轴截距的大小等于b，斜率的大小为k，且重力加速度g，解得$μ=\frac{kb}{g}$
故答案为：（1）不需要  （2）0.264、0.496  （3）kb/g

点评 解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，同时要熟练应用所学基本规律解决实验问题