Question

如圖甲所示的實驗裝置中，一木塊放在水平長木板上，左側拴有一細軟線，跨過固定在木板邊緣的滑輪與一重物相連，木塊右側通過紙帶與打點計時器相連．在重物的牽引下，木塊在木板上向左加速運動．木塊質量M=0.4kg，重物質量m=0.6kg，重力加速度g=10ms²，；圖乙給出了重物落地前打點計時器在紙帶上打出的一些點．（所有計算結果均保留兩位有效數字）
（1）已知打點計時器使用的交變電流的頻率為50Hz，結合圖乙給出的數據，求出木塊運動加速度的大小為a=

4.0

  m/s²．
（2）在紙帶中打下P點瞬時，紙帶的速度大小為v_p=

2.6

m/s．
（3）細線的拉力T=

3.6

 N．
（4）除了木塊與木板間有摩擦外，不計其他阻力，則木塊和木板之間的動摩擦因數μ=

0.50

．

Answer 1

分析：（1）利用逐差法可以求出小車的加速度大小；
（2）根據勻變速直線運動中時間中點是速度等于該過程中的平均速度即可求出打P點的瞬時速度；
（3）對重物進行受力分析，根據牛頓第二定律求解；
（4）運用牛頓第二定律求出動摩擦因數μ．

解答：解：（1）由給出的數據可知，重物落地后，木塊在連續相等的時間T內的位移分別是：
s₁=7.74cm，s₂=8.41cm，s₃=9.05cm，s₄=9.68cm，s₅=10.33cm，s₆=10.95cm，
T=0.04s
以a表示加速度，根據勻變速直線運動的規律，有：
a=

(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)

(3T)2

=4.0m/s²
（2）根據勻變速直線運動中時間中點是速度等于該過程中的平均速度得紙帶中P點瞬時速度大小為：
v=

s5

T

=2.6m/s   
（3）對重物進行受力分析，重物受重力和繩子拉力，根據牛頓第二定律得：
mg-T=ma
解得：T=3.6N
（4）對于重物受重力和拉力，根據牛頓第二定律有：mg-F=ma
對于木塊水平方向受拉力和摩擦力，根據牛頓第二定律有：F-μMg=Ma
解得：μ=

mg-(M+m)a

Mg

=0.50
故答案為：（1）4.0；
（2）2.6；
（3）3.6；
（4）0.50．

點評：要注意單位的換算．
對于相鄰的計數點位移間隔不等時能夠運用逐差法求解．
同時掌握運用牛頓第二定律解題的思路．