题目内容

图(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图.实验步骤如下:
①用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m;用游标卡尺测量遮光片的宽度d;用米尺测最两光电门之间的距离s;
②调整轻滑轮,使细线水平;
③让物块从光电门A的左侧由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间△tA和△tB,求出加速度a;
④多次重复步骤③,求a的平均值
.
a
;
⑤根据上述实验数据求出动擦因数μ.

回答下列为题:
(1)测量d时,某次游标卡尺(主尺的最小分度为1mm)的示数如图(b)所示,其读数为
0.960
0.960
cm.
(2)物块的加速度a可用d、s、△tA和△tB表示为a=
1
2s
[(
d
△tB
)
2
-(
d
△tA
)
2
]
1
2s
[(
d
△tB
)
2
-(
d
△tA
)
2
]
.
(3)动摩擦因数μ可用M、m、
.
a
和重力加速度g表示为μ=
mg-(M+m)
.
a
Mg
mg-(M+m)
.
a
Mg

(4)如果细线没有调整到水平,由此引起的误差属于
系统误差
系统误差
(填“偶然误差”或“系统误差”).
分析:(1)游标卡尺主尺与游标尺的示数之和是游标卡尺的示数,
(2)由速度公式求出物块经过A、B两点时的速度,然后由匀变速运动的速度位移公式求出物块的加速度;
(3)由牛顿第二定律求出动摩擦因数.
(4)由于实验设计造成的误差是系统误差,由于实验操作、读数等造成的误差属于偶然误差.
解答:解:(1)由图(b)所示游标卡尺可知,主尺示数为0.9cm,游标尺示数为12×0.05mm=0.60mm=0.060cm,则游标卡尺示数为0.9cm+0.060cm=0.960cm.
(2)物块经过A点时的速度vA=
d
tA
,物块经过B点时的速度vB=
d
tB
,物块做匀变速直线运动,由速度位移公式得:vB2-vA2=2as,加速度a=
1
2s
[(
d
△tB
)
2
-(
d
△tA
)
2
]
;
(3)以M、m组成的系统为研究对象,由牛顿第二定律得:mg-μMg=(M+m)
.
a
,解得μ=
mg-(M+m)
.
a
Mg
;
(4)如果细线没有调整到水平,由此引起的误差属于系统误差.
故答案为:(1)0.960;(2)
1
2s
[(
d
△tB
)
2
-(
d
△tA
)
2
]
;(3)
mg-(M+m)
.
a
Mg
;(4)系统误差.
点评:对游标卡尺进行读数时,要先确定游标尺的精度,主尺与游标尺的示数之和是游标卡尺示数,读数时视线要与刻度线垂直.
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