Question

某同學設計了如題圖所示的裝置，利用米尺、秒表、輕繩、輕滑輪、軌道、滑塊、托盤和砝碼等器材來測定滑塊和軌道間的動摩擦因數μ．滑塊和托盤上分別放有若干砝碼，滑塊質量為M，滑塊上砝碼總質量為m′，托盤和盤中砝碼的總質量為m，實驗中，滑塊在水平軌道上從A到B做初速為零的勻加速直線運動，重力加速度g取10m/s²．
（1）為測量滑塊的加速度a，須測出它在 AB間運動的

位移S

與

時間t

，計算a的運動學公式是

a=

2S

T2

；
（2）根據牛頓運動定律得到a與m的關系為a=

(1+μ)g

M+(m′+m)

m-μg，他想通過多次改變m，測出相應的a值，并利用上式來計算μ．若要求a是m的一次函數，必須使上式中的

m′+m

 保持不變，實驗中應將從托盤中取出的砝碼置于

滑塊上

．

Answer 1

分析：根據初速為零的勻加速直線運動位移時間公式找出求解加速度要測量的物理量；要作出直線圖，必須保證斜率一定．

解答：解：（1）滑塊在水平軌道上從A到B做初速為零的勻加速直線運動，根據s=

1

2

at² 得a=

2S

T2

，所以需要測量的是位移s和時間t．
（2）若要求a是m的一次函數，必須使a=

(1+μ)g

M+(m′+m)

m-μg中的

(1+μ)g

M+(m′+m)

保持不變，即m′+m保持不變，實驗中應將從托盤中取出的砝碼置滑塊上；
故答案為：（1）位移S，時間t，a=

2S

T2

；（2）m′+m，滑塊上．

點評：通過作出兩個量的圖象，然后由圖象去尋求未知量與已知量的關系；運用數學知識和物理量之間關系式結合起來求解．