Question

【題目】某同學利用“驗證牛頓第二定律”的實驗器材，測量滑塊和長木板之間的動摩擦因數。如圖所示，帶滑輪的長木板水平放置，力傳感器固定在墻上，輕繩分別跨過固定在滑塊上和固定在長木板末端的滑輪，一端與力傳感器連接，另一端豎直懸掛一砂桶，砂桶距地面足夠遠。調節兩滑輪的位置使輕繩與長木板平行，不計輕繩與各滑輪之間的摩擦。

(1)實驗時，______(填“必須”或“不必”)要保證砂和砂桶的總質量遠小于滑塊質量；______(填“有”或“沒有”)必要將長木板右端墊高以平衡摩擦力；______(填“需要”或“不需要”)用天平測砂和砂桶的總質量。

(2)下圖是實驗中得到的一條紙帶，已知相鄰計數點間還有四個點未畫出，打點計時器所用電源頻率為50 Hz，由此可求出小車的加速度a＝________ m/s2(計算結果保留三位有效數字)。

(3)實驗時，記錄力傳感器的示數3.2 N，用天平測出滑塊質量1 kg，根據(2)中求出的加速度a的結果�？梢缘贸龌瑝K和長木板間的動摩擦因數μ＝______。(重力加速度為g)。

Answer 1

【答案】 不必 沒有 不需要 1.60 m/s2 0.48

【解析】（1）由于有力傳感器，所以繩子對物體的拉力一定等于力傳感器示數的兩倍，與砂和砂桶的總質量大小無直接關系，故不必保證砂和砂桶的總質量遠小于滑塊質量；測量滑塊和長木板之間的動摩擦因數，不需要將木板右端墊高來平衡摩擦力； 拉力的大小可以通過拉力傳感器測出，不需要用天平測量沙和沙桶的總質量。

（2）鄰計數點間還有四個點未畫出，打點計時器所用電源頻率為50 Hz，可得相鄰兩個點的時間間隔為：T=0.1s。由勻變速直線運動的推論：△x=aT2可得：

。

（3）根據牛頓第二定律： ，摩擦力為： ，聯立并代入數據解得： 。