Question

2．如图乙同种材料两木板通过一小段圆弧连接成一个斜面和水平面部分，现要测量正方体小铁块A、B和这木板间的动摩擦因数μ，利用了如下器材和方法：（水平部分足够长，重力加速度为g）

（1）用20个等分刻度的游标卡尺测定小铁块A的边长d如图丙，测得长度为d=2.020cm．
（2）若用螺旋测微器测长15.033mm铁块B的长度，请在图中标出各小方块中对应的螺旋测微器上的刻度值：
光电计时器是一种研究物体运动的常用计时器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．从而可以算得物体的速度． 
（3）将斜面体置于水平桌面上，斜面顶端P悬挂一铅垂线，Q为锥尖与桌面的接触点，1和2是固定在斜面上的两个光电门（与之连接的电路未画出），让小铁块A由P点沿斜面滑下，小铁块通过光电门1、2的时间分别为△t₁、△t₂，用米尺测得1、2之间的距离为L，则小铁块下滑过程中的加速度a=$\frac{{d}^{2}（△{t}_{1}^{2}-△{t}_{2}^{2}）}{2L{△t}_{1}^{2}△{t}_{2}^{2}}$（用字母表示）；再利用米尺测出测出PQ的距离h、斜面部分长s，就可以测得动摩擦因数μ．

Answer 1

分析 I、游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．游标的零刻度线超过主尺上的刻度数为主尺读数，游标读数等于分度乘以对齐的根数．
II、铁块通过光电门的时间非常小，因此可以平均速度代替其通过的瞬时速度，据此可以求出铁块通过光电门时的速度大小；铁块做匀变速直线运动，根据速度和位移关系式可以求出小车的加速度大小．

解答 解：（1）、游标卡尺的主尺读数为：2.0cm，游标读数等于：0.05×4mm=0.20mm=0.020cm，所以最终读数为：2cm+0.20cm=2.020cm．
故答案为：2.020．
（3）、铁块通过光电门1时的速度为：v₁=$\frac{d}{△{t}_{1}}$，
通过光电门2时的速度为：v₂=$\frac{d}{△{t}_{2}}$，
根据速度和位移关系式：v²-${v}_{0}^{2}$=2as得：a=$\frac{{d}^{2}（△{t}_{1}^{2}-△{t}_{2}^{2}）}{2L{△t}_{1}^{2}△{t}_{2}^{2}}$
小铁块下滑过程中受重力、支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律得：a=$\frac{{F}_{合}}{m}$=gsinθ-μgcosθ  θ为斜面倾角，
所以有：μ=$\frac{gsinθ-a}{cosθ}$
根据几何知识可知：再利用米尺测出斜面的高H，斜面的长S，就可以测得动摩擦因数μ．
故答案为：（1）2.020cm； （3）$\frac{{d}^{2}（△{t}_{1}^{2}-△{t}_{2}^{2}）}{2L{△t}_{1}^{2}△{t}_{2}^{2}}$；测出PQ的距离h，斜面部分长s．

点评 解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．
II、加深对平均速度和瞬时速度的理解，只有当时间间隔△t趋向于零时，此时的速度可以认为是瞬时速度，熟练应用运动学公式求解实验问题．