Question

7．用如圖甲所示實驗裝置，測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)．長木板一端放在水平桌面上，另一端架在墊片上，在木板上B處放置一光電門，用光電計時器記錄滑塊上擋光片通過光電門時擋光的時間．實驗中通過改變墊片的數(shù)量來改變木板傾角，從而進行多次測量．

（1）用游標卡尺測得擋光片的寬度如圖乙所示，則遮光片的寬度為4.70mm；
（2）若擋光片的寬度為L，擋光片通過光電門的擋光時間為t，則滑塊通過B點時的速度為$\frac{L}{t}$；
（3）讓滑塊從A點從靜止滑下，通過B點的速度為V．已知AB兩點的高度差為H，兩點間的距離為S，則滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為$\frac{2gH-{V}^{2}}{2g\sqrt{{S}^{2}-{H}^{2}}}$（用H、V、S、g表示）．

Answer 1

分析 （1）游標卡尺的讀數(shù)時先讀出主尺的刻度，然后看游標尺上的哪一個刻度與主尺的刻度對齊，最后讀出總讀數(shù)；
（2）由于滑塊經(jīng)過光電門的時間非常短，可以使用平均速度表示滑塊經(jīng)過B的速度；
（3）根據(jù)題目的敘述，確定實驗的原理，然后確定摩擦因數(shù)的公式．

解答 解：（1）主尺讀數(shù)為4mm，游標尺讀數(shù)為14，由圖知該游標尺為二十分度的卡尺，精度為0.05mm，故測量結(jié)果為：d=4mm+14×0.05mm=4.70mm．
（2）由于滑塊經(jīng)過光電門的時間非常短，可以使用平均速度表示滑塊經(jīng)過B的速度；
根據(jù)公式得：v=$\frac{L}{t}$．
（3）因合外力做的功等于各個外力所做功的代數(shù)和，得：$\frac{1}{2}$mV²=mgh-μmgcosθ•S，
而cosθ=$\frac{\sqrt{{S}^{2}-{H}^{2}}}{S}$，
所以μ=$\frac{2gH-{V}^{2}}{2g\sqrt{{S}^{2}-{H}^{2}}}$．
故答案為：（1）4.70；（2）$\frac{L}{t}$；（3）$\frac{2gH-{V}^{2}}{2g\sqrt{{S}^{2}-{H}^{2}}}$．

點評 本題通過動能定理得出動摩擦因數(shù)的表達式，從而確定要測量的物理量．要先確定實驗的原理，然后依據(jù)實驗的原理解答即可．