Question

18．某同學用如圖甲所示的裝置測滑塊與長木板間的動摩擦因數，將木板水平固定在桌面上，木板左端固定擋板上連接一輕彈簧，長木板上A、B兩點安裝有光電門，滑塊放在長木板上，靠近輕彈簧．

（1）用游標卡尺測出擋光片的寬度，讀數如圖乙所示，則擋光片的寬度d=9.30mm
（2）在滑塊上裝上擋光片，用手推動滑塊向左移動壓縮彈簧，將彈簧壓縮到適當的程度松手，滑塊在彈簧彈力的作用下向右滑去，滑塊離開彈簧后分別通過A、B兩點的光電門，與光電門相連的計時器分別記錄下滑塊上擋光片通過A、B兩點光電門的時間△t₁和△t₂，則滑塊通過A點的速度為$\fracp9vv5xb5{△{t}_{1}}$，通過B點的速度為$\fracp9vv5xb5{△{t}_{2}}$（用物理量的字母表示）
（3）通過改變物塊壓縮彈簧的程度大小進行多次實驗，測出多組滑塊通過A點和B點的速度v_A和v_B，作出v_A²-v_B²圖象，若圖象與v2軸的交點為a，重力加速度為g，要求出動摩擦因數，還需要測出AB之間的距離x，若此需要測出的物理量用x表示，則物塊與長木板間的動摩擦因數μ=$\frac{a}{2gx}$用題中給出的字母表示）

Answer 1

分析 （1）游標卡尺的讀數時先讀出主尺的刻度，然后看游標尺上的哪一個刻度與主尺的刻度對齊，最后讀出總讀數；
（2）根據平均速度代替瞬時速度即可求得AB兩點的速度；
（3）根據速度位移公式，可知，必須測量AB間的距離，根據截距即可求得摩擦因數

解答 解：（1）主尺讀數為9mm，游標尺上對齊的格數為6，由圖知該游標尺為二十分度的卡尺，精度為0.05mm，故測量結果為：d=9mm+6×0.05mm=9.30mm．
（2）根據公式v=$\fracp9vv5xb5{t}$可知：A點的速度為v_A=$\fracp9vv5xb5{△{t}_{1}}$，B點的速度為v₂=$\fracp9vv5xb5{△{t}_{2}}$．
（3）根據牛頓第二定律可知：
a=μg；
根據速度位移公式有：v_A²-v_B²=2ax
則有：v_A²=v_B²+2μgx
由數學規律可知：2μgx=a
因此要求出μ，還需要測量AB間的距離，解得：μ=$\frac{a}{2gx}$
故答案為：（1）9.30；（2）$\fracp9vv5xb5{△{t}_{1}}$，$\fracp9vv5xb5{△{t}_{2}}$；（3）AB間的距離，$\frac{a}{2gx}$

點評 本題通過牛頓第二定律可運動學規律求解動摩擦因數的實驗，解題的關鍵在于明確實驗原理，再利用所學規律確定對應的規律，從而確定要測量的物理量．所以應先確定實驗的原理，然后依據實驗的原理解答即可．