Question

16．某同學(xué)用如圖甲所示的裝置測(cè)量滑塊與水平桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，實(shí)驗(yàn)過程如下：

（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量出固定于滑塊上的遮光條的寬度d，如圖乙，d=5.70mm．在桌面上合適位置固定好彈簧和光電門，將光電門與數(shù)字計(jì)時(shí)器（圖中未畫出）連接．
（2）用滑塊把彈簧壓縮到某一位置，測(cè)量出滑塊到光電門的距離x．釋放滑塊，測(cè)出滑塊上的遮光條通過光電門所用的時(shí)間t，則此時(shí)滑塊的速度v=$\fracdct7pnr{t}$（用題中所給字母表示）．
（3）通過在滑塊上增減砝碼來改變滑塊的質(zhì)量m，仍用滑塊將彈簧壓縮到（2）中的位置，重復(fù)（2）的操作，得出一系列滑塊質(zhì)量m與它通過光電門時(shí)的速度V的值．根據(jù)這些數(shù)值，作出v²-m^-1圖象如圖丙所示．已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g．由圖象可知，滑塊與水平桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{2gx}$；彈性勢(shì)能E_P=$\frac{2a}$．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺示數(shù)之和是游標(biāo)卡尺示數(shù)；
（2）利用光電門的平均速度代替瞬時(shí)速度求得求得
（3）從釋放物體到到達(dá)光電門的過程中，根據(jù)能量守恒找出${v}^{2}-\frac{1}{m}$的關(guān)系，即可判斷

解答 解：（1）由圖乙所示游標(biāo)卡尺可知，主尺示數(shù)為0.5cm=5mm，游標(biāo)尺示數(shù)為14×0.05mm=0.70mm，游標(biāo)卡尺讀數(shù)d=5mm+0.70mm=5.70mm；
（2）滑塊的速度為：v=$\fracr3q6sg5{t}$
（3）根據(jù)能量守恒可知：${E}_{P}=μmgx+\frac{1}{2}m{v}^{2}$，
解得：${v}^{2}=\frac{2{E}_{P}}{m}-2μgx$
則有：-2μgx=-b
2E_P•a=2μgx
聯(lián)立解得：$μ=\frac{2gx}$，${E}_{P}=\frac{2a}$
故答案為：（1）5.70；（2）$\frace8svj4b{t}$；（3）$\frac{2gx}$，$\frac{2a}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查探究彈簧彈性勢(shì)能的大小的實(shí)驗(yàn)，基本原理為功能關(guān)系，要注意正確分析題意，明確實(shí)驗(yàn)原理，從而利用實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行分析即可正確求解．