Question

【題目】利用圖甲的裝置可測量滑塊與斜面間的動摩擦因數。在斜面底端O處固定一光電門,當帶有遮光片的滑塊自斜面上的P點從靜止滑下,通過光電門時,與光電門相連的計時器顯示遮光片通過光電門的時間為Δt。測得P、Q間的距離為x,已知遮光片的寬度為d,完成下列填空:

（1）P、Q間的距離x、滑塊加速度的大小a、滑塊經過光電門的時間Δt、遮光片的寬度d四個物理量間滿足的關系式是 ；

（2）用游標卡尺測量遮光片的寬度如圖乙所示,則d= cm；

（3）多次改變滑塊從斜面上開始下滑的位置,每次都讓滑塊由靜止滑下,用刻度尺分別測出下滑點與O間的距離x,記下遮光片相應通過光電門的時間Δt,利用所得數據作出（）2-x圖線如圖丙所示:

①由圖線可得滑塊加速度的大小為 m/s2;

②測得斜面的高度h=60．00 cm、斜面的長度L=100．00 cm,g取9．80 m/s2,則滑塊與斜面間的動摩擦因數的值μ= 。

Answer 1

【答案】（1）（）2=2ax；（2）0．500 （3）①3．92；②0．25

【解析】試題分析：（1）由于遮光片的寬度很小，因此可認為滑塊通過光電門時做勻速直線運動，則滑塊通過光電門的速度v=，由v2=2ax得，（ ）2=2ax；

（2）游標的刻度是20，其精確度為0．05 mm，d=0．5 cm+0×0．05 mm=0．500 cm；

（3）①由（）2=2ax知，（ ）2-x圖象中圖線的斜率表示2a，由圖丙可得2a=m/s2，解得a=3．92 m/s2；②設斜面的夾角為θ，則，cos θ=0．8，由牛頓第二定律得mgsin θ-μmgcos θ=ma，由以上各式解得μ=0．25。