Question

为了测量物块和桌面之间的滑动摩擦因数，某同学设计了如图1所示的实验装置，带滑轮的长木板水平放置，板

为了测量物块和桌面之间的滑动摩擦因数，某同学设计了如图1所示的实验装置，带滑轮的长木板水平放置，板上固定有两个光电门相距为L=0.5m，滑块上遮光板宽度d用卡尺测得如图2，质量为m=0.5kg的滑块通过细线与重物相连，通过力传感器获得细线的拉力F=3N，让滑块由静止释放，记录滑块的遮光板通过光电门1、光电门2所用的时间分别为t1=0.02s、t2=0.01s．①遮光板宽度为d=______cm②则滑块的加速度表达式为（用题中所给符号表示）：a=(dt2)2?(dt1)22La=(dt2)2?(dt1)22L，滑块与桌面的滑动摩擦因数数值______（保留两位有效数字）③如果实验中力传感器出现问题后被拆掉，该同学用重物P的重力Mg代替细线对滑块的拉力完成了实验，这种测量方法会导致的测量值偏______，为使误差尽可能减小应满足的实验条件是______．

Answer 1

①由图示游标卡尺可知，其示数为20mm+0×0.1mm=20.0mm=2.00cm；
②滑块经过两光电门时的速度：v₁=

d

t1

，v₂=

d

t2

，由速度位移公式可得：v₂²-v₁²=2aL，解得：a=

( d t2 )2?( d t1 )2

2L

，代入数据解得：a=3m/s²，由牛顿第二定律得：F-μmg=ma，代入数据解得：μ=0.3；
③以滑块为研究对象，由牛顿第二定律得：F-μmg=ma，解得：μ=

F?ma

mg

，细线对滑块的拉力F小于重物的重力Mg，实验时认为滑块受到的拉力为Mg，由μ=

F?ma

mg

可知，所测μ偏大；当M比m越小，拉力F越接近于Mg，为了减小实验误差，需要满足的条件是：M远远小于m，M＜＜m．
故答案为：①2.00；②a=

( d t2 )2?( d t1 )2

2L

；0.3； ③大；M＜＜m．