Question

物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图甲所示，打点计时器固定在斜面上．滑块拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下．图乙是打出的纸带一段．
（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，选A、B、C…等7个点为计数点，且各计数点间均有一个没有画出，如图乙所示．滑块下滑的加速度a=

3.00

m/s²．
（2）为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有

AB

．（填入所选物理量前的字母）
A．木板的长度L        
B．木板的末端被垫起的高度h
C．木板的质量m₁
D．滑块的质量m₂
E．滑块运动的时间t
（3）测量（2）中所选定的物理量需要的实验器材是

刻度尺

．
（4）滑块与木板间的动摩擦因数μ=

gh-aL

g L2-h2

（用被测量物理量的字母表示，重力加速度为g）．与真实值相比，测量的动摩擦因数

偏大

（填“偏大”或“偏小”），写出支持你的看法的一个论据：

没有考虑纸带与打点计时器间的摩擦和空气阻力等因素．

．

Answer 1

分析：由△s=aT²可求加速度，对物体受力分析，求合力由牛顿第二定律得摩擦力，由f=μN得μ，夹角由斜面的高、长求出，误差分析，由于加速度偏小，摩擦因数偏大．

解答：解：（1）由△s=aT²得：
a=

0.0671+0.0721+0.0770-0.0529-0.0576-0.0625

9×0.042

=3.00m/s²
（2）对物体受力分析求合力时，用到斜面的倾角，可由斜面的高、长表示斜面倾角正弦，故还应测量的有木板的长度L和木板的末端被垫起的高度h；
故选：AB．
（3）测量（2）中所选定的物理量需要刻度尺测量长度．
（4）由牛顿第二定律、摩擦力公式，得：
mgsinθ-μmgcosθ=ma
其中：sinθ=

h

L

，cosθ=

L2-h2

L

解得：μ=

gh-aL

g L2-h2

；
由于纸带与限位孔间的摩擦力或空气阻力，使求得的加速度偏小，导致摩擦力偏大，摩擦因数偏大．
处理纸带数据时忽略了纸带与限位孔间的．摩擦力或忽略空气阻力．
故答案为：
（1）3.00；
（2）AB；
（3）刻度尺；
（4）

gh-aL

g L2-h2

，偏大，没有考虑纸带与打点计时器间的摩擦和空气阻力等因素．

点评：本题要能够通过纸带求解加速度，难点是根据牛顿第二定律求解出动摩擦因素的表达式进行分析．