Question

【題目】某同學利用下圖所示的實驗裝置測定滑塊與木板間的動摩擦因數。置于水平桌面的長木板上固定兩個光電門1、2。滑塊上端裝有寬度為d的擋光條，滑塊和擋光條的總質量為M，右端通過不可伸長的細線與鉤碼m相連，光電門1、2中心間的距離為x。開始時直線處于張緊狀態，用手托住m，實驗時使其由靜止開始下落，滑塊M經過光電門1、2所用的時間分別為t1、t2。

(1)該同學認為鉤碼的重力等于滑塊所受到的拉力，那么他應注意__________________。

(2)如果滿足(1)中的條件，該同學得出滑塊與木板間的動摩擦因數=___________。

(3)若該同學想利用該裝置來驗證機械能守恒定律，他只需___________就可以完成實驗。

Answer 1

【答案】M遠大于m 將木板左端抬高，平衡摩擦力

【解析】

(1)[1]實際上滑塊所受到的拉力小于鉤碼的重力，對滑塊應用牛頓第二定律

對鉤碼

兩式相加解得加速度

而如果滿足題中條件，同理解得加速度為

若想

M必須遠大于m。

(2)[2]對于滑塊通過光電門時的速度

由動能定理得：

解得

(3)[3]驗證機械能守恒，需要將摩擦力平衡掉，所以該同學需將木板左端抬高，平衡摩擦力。