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如图甲所示是某同学测量物块与木板间动摩擦因数的实验装置.右端带滑轮的长木板被固定在水平桌面上,打点计时器固定在长木板的左端,纸带穿过打点计时器并与带滑轮的物块相连接,

题目详情
如图甲所示是某同学测量物块与木板间动摩擦因数的实验装置.右端带滑轮的长木板被固定在水平桌面上,打点计时器固定在长木板的左端,纸带穿过打点计时器并与带滑轮的物块相连接,细线绕过两个滑轮后,一端与固定在右侧墙面上的力传感器相连,另一端系系住沙桶让其悬挂在桌边,木板上方的细线呈水平状.在沙桶内装入适量的细沙后自由释放沙桶,使物块在长木板上做匀速直线运动.已知重力加速度为g,滑轮的质量和摩擦可以忽略.

(1)在某次试验中读得力传感器的示数为F(即细线拉力大小),为了进一步测得动摩擦因数,还需要测出______.
A.木板的长度L       B.细沙和沙桶的总质量M
C.物块的质量m       D.纸带运动的加速度a
(2)试利用已知的和测得的物理量字母,写出动摩擦因数的表达式μ=
2F−ma
mg
2F−ma
mg

(3)为使实验结果更精确,该同学多次改变细沙和沙桶的总质量,重复操作得到多组数据如表格所示.若以力传感器的示数F为横轴,以物块运动的加速度a为纵轴,试在图乙中描点画出a-F图象,并根据所画图象求得:动摩擦因数μ=______,物块的质量m=______kg.(结果均保留一位有效数字,g=9.8m/s2).
F/N 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0
a/m•s2 0.48 1.00 1.56 1.95 3.00





2F−ma
mg
2F−ma
mg
2F−ma
mg
2F−ma2F−mamgmg
2F−ma
mg
2F−ma
mg
2F−ma
mg
2F−ma2F−mamgmg
2
F/N 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0
a/m•s2 0.48 1.00 1.56 1.95 3.00
F/N 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0F/N1.52.02.53.04.0 a/m•s2 0.48 1.00 1.56 1.95 3.00a/m•s220.481.001.561.953.00
▼优质解答
答案和解析
(1)由纸带可以求出物块的加速度a,对物块,由牛顿第二定律得:
2F-μmg=ma,则动摩擦因数μ=
2F−ma
mg
,加速度a可以由纸带求出,g与F已知,
要测动摩擦因数,还需要测出物块的质量m,故选:CD.
(2)由(1)可知,动摩擦因数的表达式μ=
2F−ma
mg

(3)应用描点法作图,作出图象如图所示:

对物块,由牛顿第二定律得:2F-μmg=ma,
解得:a=
2
m
F-μg,
由图象可知,μg=1,故动摩擦因素:μ≈0.1,
a=0时,F=1.1,则
2
m
×1.1-0.1×9.8=0,
解得:质量m≈2.2kg;
故答案为:(1)CD;(2)
2F−ma
mg
;(3)0.1;2.
2F−ma
mg
2F−ma2F−ma2F−mamgmgmg,加速度a可以由纸带求出,g与F已知,
要测动摩擦因数,还需要测出物块的质量m,故选:CD.
(2)由(1)可知,动摩擦因数的表达式μ=
2F−ma
mg

(3)应用描点法作图,作出图象如图所示:

对物块,由牛顿第二定律得:2F-μmg=ma,
解得:a=
2
m
F-μg,
由图象可知,μg=1,故动摩擦因素:μ≈0.1,
a=0时,F=1.1,则
2
m
×1.1-0.1×9.8=0,
解得:质量m≈2.2kg;
故答案为:(1)CD;(2)
2F−ma
mg
;(3)0.1;2.
2F−ma
mg
2F−ma2F−ma2F−mamgmgmg.
(3)应用描点法作图,作出图象如图所示:

对物块,由牛顿第二定律得:2F-μmg=ma,
解得:a=
2
m
F-μg,
由图象可知,μg=1,故动摩擦因素:μ≈0.1,
a=0时,F=1.1,则
2
m
×1.1-0.1×9.8=0,
解得:质量m≈2.2kg;
故答案为:(1)CD;(2)
2F−ma
mg
;(3)0.1;2.
2
m
222mmmF-μg,
由图象可知,μg=1,故动摩擦因素:μ≈0.1,
a=0时,F=1.1,则
2
m
×1.1-0.1×9.8=0,
解得:质量m≈2.2kg;
故答案为:(1)CD;(2)
2F−ma
mg
;(3)0.1;2.
2
m
222mmm×1.1-0.1×9.8=0,
解得:质量m≈2.2kg;
故答案为:(1)CD;(2)
2F−ma
mg
;(3)0.1;2.
2F−ma
mg
2F−ma2F−ma2F−mamgmgmg;(3)0.1;2.
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