Question

3．（1）用游標卡尺測量某小球直徑時，為使測量爪靠近小球，應用手指推動部件（如圖中“A”、“B”、“C”），并旋緊緊固螺絲再進行讀數．如圖1是卡尺的某次測量其讀數為10.30mm．

（2）某同學設計了一個如圖2所示的裝置來測定滑塊與水平木板間的動摩擦因數，其中A為滑塊，B和C是鉤碼，個數可調．A的左端與打點計時器的紙帶（未畫出）相連，通過打點計時器打出的紙帶測出系統的加速度．實驗中該同學在鉤碼總質量（m+m′=m₀）保持不變的條件下，多次改變m和m’的鉤碼個數，重復測量．不計繩和滑輪的質量及它們之間的摩擦．
①實驗中除電磁打點計時器、紙帶、若干個質量均為50克的鉤碼、滑塊、一端帶有定滑輪的長木板、細線外，為了完成本實驗，還應有BD
A．秒表    B．毫米刻度尺    C．天平    D．低壓交流電源
②實驗中該同學得到一條較為理想的紙帶，如圖4所示．現從清晰的O點開始，每隔4個點取一計數點（中間4個點沒畫出），分別記為A、B、C、D、E、F．測得各計數點到OD點的距離分別為OA=1.61cm，OB=4.02cm，OC=7.26cm，OD=11.30cm，OE=16.14cm，OF=21.80cm，打點計時器打點頻率為50Hz．由此紙帶可得到打E點時滑塊的速度v=0.53m/s，此次實驗滑塊的加速度a=0.81m/s²．（結果均保留兩位有效數字）
③在實驗數據處理中，該同學以m為橫軸，以系統的加速度a為縱軸，繪制了如圖3所示的實驗圖線，由此可知滑塊與木板間的動摩擦因數?=0.30．（g取10m/s²，保留兩位有效數字）

Answer 1

分析 （1）先讀主尺，再觀察卡尺哪根對齊，再乘以精確度0.05mm，最后讀數為這兩數之和；
（2）①實驗器材的選擇要看我們需要測量哪些物理量再去選擇；
②利用紙帶問題的處理方法計算E點速度，以及滑塊的加速度；
③根據圖象，由牛頓第二定律求出動摩擦因數．

解答 解：（1）主尺讀數是10mm，卡尺第6根與主尺對齊，則6×0.05mm=0.30mm，最后讀數為10mm+0.30mm=10.30mm；
（2）①實驗后，要測量紙帶各點之間距離，因此實驗器材還需要毫米刻度尺，另外電磁打點計時器需要接低壓交流電源，因此還應有的器材是BD；
②E點速度為DF的平均速度，則${v}_{E}=\frac{OF-OD}{5T}=0.53m/s$，滑塊的加速度$a=\frac{CF-OC}{9×（5T）^{2}}=0.81m/{s}^{2}$
③由圖象可知，當m為0時，a=-3m/s，即f=μmg=ma，解得μ=0.30．
故答案為：（1）10.30     （2）①BD；    ②0.53；  0.81；     ③0.30

點評 游標卡尺讀數要注意書寫時的有效數字的位數，測定摩擦力大小因素的實驗，主要時利用處理紙帶問題的方法，難度不大．