Question

2．用鐵架臺(tái)將長(zhǎng)木板傾斜支在水平桌面上，在長(zhǎng)木板上安裝兩個(gè)光電門(mén)A、B，在一木塊上粘一寬度為△x的遮光條．讓木塊從長(zhǎng)木板的頂端滑下，依次經(jīng)過(guò)A、B兩光電門(mén)，光電門(mén)記錄的時(shí)間分別為△t₁和△t₂．實(shí)驗(yàn)器材還有電源、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)和米尺（圖中未畫(huà)出）．
（1）為了計(jì)算木塊運(yùn)動(dòng)的加速度，還需測(cè)量的物理量是d（用字母表示，并在圖中標(biāo)出）；用題給的條件和你測(cè)量的物理量表示出加速度a=$\frac{△x}{2d}（\frac{1}{{△t}_{2}^{2}}-\frac{1}{{△t}_{1}^{2}}）$；
（2）為了測(cè)定木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，還需測(cè)量的物理量有h，L（用字母表示，并在圖中標(biāo)出）；用加速度a、重力加速度g和你測(cè)量的物理量表示出動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{gh-aL}{g\sqrt{{L}^{2}-{h}^{2}}}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)x=$\frac{{v}_{2}^{2}{-v}_{1}^{2}}{2a}$，可求出木塊的運(yùn)動(dòng)加速度大�。�因此還需要兩光電門(mén)的間距，即可求解；
（2）對(duì)物體受力分析，重力、支持力與摩擦力，并由木板的長(zhǎng)度與高度來(lái)確定斜角的余弦值，再由牛頓第二定律即可求解．

解答 解：（1）木塊運(yùn)動(dòng)到A處的速度大小，${v}_{1}=\frac{△x}{△{t}_{1}}$，
當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)的速度大小，${v}_{2}=\frac{△x}{△{t}_{2}}$
根據(jù)$x=\frac{{v}_{2}^{2}{-v}_{1}^{2}}{2a}$，則木塊的加速度大小$a=\frac{{v}_{2}^{2}{-v}_{1}^{2}}{2x}$，
解得：a=$\frac{△{x}^{2}}{2d}$$（\frac{1}{{△t}_{2}^{2}}-\frac{1}{{△t}_{1}^{2}}）$
需要測(cè)量的是AB之間的距離d．
（2）由于木板存在斜角，因此根據(jù)木板的長(zhǎng)度與高度來(lái)確定．
即還需要的物理量為：長(zhǎng)木板的總長(zhǎng)度L，長(zhǎng)木板的頂端距桌面的豎直高度h．
對(duì)物體受力分析，則由牛頓第二定律得：a=g-μgcosθ
解得：$μ=\frac{gh-al}{g\sqrt{{L}^{2}-{h}^{2}}}$
故答案為：（1）d，$\frac{△{x}^{2}}{2d}（\frac{1}{{△t}_{2}^{2}}-\frac{1}{{△t}_{1}^{2}}）$（2）L，h，$\frac{gh-aL}{g\sqrt{{L}^{2}-{h}^{2}}}$

點(diǎn)評(píng) 考查運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、牛頓第二定律等規(guī)律的應(yīng)用，及如何測(cè)量摩擦因數(shù)．并學(xué)會(huì)通過(guò)光電門(mén)來(lái)確定瞬時(shí)速度．