Question

17．某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置測量小物塊與水平面之間的動摩擦因數(shù)μ．粗糙曲面AB固定在水平面上，其與水平面相切于B點，P為光電計時器的光電門，實驗時將帶有遮光條的小物塊m從曲面AB上的某點自由釋放，小物塊通過光電門P后停在水平面上某點C．已知當?shù)刂亓�加速度為g．

（1）用游標卡尺測量遮光條的寬度d如圖乙所示，其讀數(shù)d=0.375 cm；
（2）為了測量動摩擦因數(shù)，除遮光條寬度d及數(shù)字計時器顯示的時間t，還需要測量的物理量及其符號是光電門P與C點之間的距離s，動摩擦因數(shù)μ=$\frac{trdnx7f^{2}}{2gs{t}^{2}}$（用測量的量表示）；
（3）改變小物塊釋放位置，進行多次測量后，為了減小實驗誤差，可采用圖象法即通過畫出較合理的圖象來處理實驗數(shù)據(jù)，你認為應(yīng)該建立的坐標系為：縱坐標用物理量s，橫坐標用物理量$\frac{1}{{t}^{2}}$．

Answer 1

分析 （1）游標卡尺主尺與游標尺示數(shù)之和是游標卡尺示數(shù)；
（2）根據(jù)題意求出動摩擦因數(shù)的表達式，然后根據(jù)該表達式分析答題；
（3）根據(jù)動摩擦因數(shù)的表達式，結(jié)合圖象中圖線的意義，分析該如何選擇坐標系．

解答 解：（1）由圖乙所示游標卡尺可知，主尺示數(shù)為0.3cm，游標尺示數(shù)為15×0.05mm=0.75mm=0.075cm，游標卡尺讀數(shù)d=0.3cm+0.075cm=0.375cm；
（2）物塊通過光電門時的速度v=$\frac5h5vvjr{t}$，然后物塊在水平面上做勻減速直線運動，由動能定理得：-μmgs=0-$\frac{1}{2}$mv²，解得：μ=$\frac{bdnfffx^{2}}{2g{t}^{2}s}$，由此可知，要測動摩擦因數(shù)，得出d與t外，還需要測量光電門與C點間的距離s．
（3）滑塊在水平面上滑行的距離越大，測量s時的誤差越小，為減小實驗誤差，可以測出多組實驗數(shù)據(jù)，應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)．
由公式：μ=$\frac{f7tddbz^{2}}{2g{t}^{2}s}$可知，由于遮光條的寬度d是已知的條件，μ與數(shù)字計時器顯示的時間t、光電門與C點間的距離s有關(guān)，若以物理量s和t建立坐標系，則需要以s為縱坐標，以$\frac{1}{{t}^{2}}$為橫坐標，斜率：k=$\frac{s}{\frac{1}{{t}^{2}}}=s{t}^{2}$，動摩擦因數(shù)為：μ=$\frac{77hrbbd^{2}}{2g{t}^{2}s}$=$\frac{l5r7bvh^{2}}{2gk}$
故答案為：（1）0.375；（2）光電門與C點間的距離s；$\frac{djtdlll^{2}}{2g{t}^{2}s}$；（3）s，$\frac{1}{{t}^{2}}$

點評 游標卡尺主尺與游標尺示數(shù)之和是游標卡尺的示數(shù)，游標卡尺不需要估讀，對游標卡尺讀數(shù)時，要注意游標尺的精度．