题目内容
10．
像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图所示，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．现利用图所示装置测量滑块和长1m左右的木块间的动摩擦因数，图中M N 是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出．此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤，让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为0.05s和0.02s，挡光片的宽度d=1.0cm．（1）滑块通过光电门1的速度v1=0.2m/s，滑块通过光电门2的速度v2=0.5 m/s．若光电门1、2的距离为L=21.0cm，则滑块的加速度为0.5m/s2．
（2）若仅提供一把米尺，已知当地的重力加速度为g，为完成测量，除了研究v1．v2和两个光电门之间的距离L外，还需测量的物理量是P点到桌面高度h，重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a，斜面的长度s；（说明各量的物理意义，同时指明代表物理量的字母）．
（3）用（2）中各物理量求解动摩擦因数的表达μ=$\frac{h}{a}$-$\frac{{（v}^{2}{{-v}_{1}}^{2}）s}{2Lga}$（用字母表示）．
分析 （1）很短的时间内，我们可以用这一段的平均速度来代替瞬时速度，由此可以求得滑块的速度大小；
（2）根据滑动摩擦力的公式可以判断求动摩擦因数需要的物理量；
（3）由滑块的运动情况可以求得滑块的加速度的大小，再由牛顿第二定律可以求得摩擦力的大小，再由滑动摩擦力的公式可以求得滑动摩擦因数．
解答 解：（1）根据极限的思想，在时间很短时，我们可以用这一段的平均速度来代替瞬时速度，
所以滑块通过光电门l的速度是v1=$\frac{0.01}{0.05}$m/s=0.2m/s
滑块通过光电门2的速度是v2=$\frac{0.01}{0.02}$m/s=0.5m/s
a=$\frac{{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}}{2L}$=$\frac{0.25-0.04}{2×0.21}$=0.5m/s2；
③滑块向下做匀加速运动，若求出加速度，根据mgsinθ-f=ma可求得摩擦力，还要知道正压力的大小，对滑块进行受力分析可知：N=mgcosθ，所以可以测量P点到桌面高度h，重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a，斜面的长度s，求解sinθ，cosθ，故还需测量的物理量是：P点到桌面高度h，重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a，斜面的长度s；
④根据匀加速直线运动位移速度公式得：
根据mgsinθ-f=ma
得f=mgsinθ-$\frac{{（v}^{2}{{-v}_{1}}^{2}）m}{2L}$
而f=μN=μmgcosθ
所以μ=$\frac{f}{N}=\frac{mgsinθ-\frac{{（v}^{2}{{-v}_{1}}^{2}）m}{2L}}{mgcosθ}$=$\frac{h}{a}$-$\frac{{（v}^{2}{{-v}_{1}}^{2}）s}{2Lga}$
故答案为：（1）0.2；0.5；0.5；（2）P点到桌面高度h，重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a，斜面的长度s；
（3）$\frac{h}{a}$-$\frac{{（v}^{2}{{-v}_{1}}^{2}）s}{2Lga}$
点评 本题考查动摩擦因数的测定；在测量动摩擦因数时，滑动摩擦力的大小是通过牛顿第二定律计算得到的，加速度是通过滑块的运动情况求出来的．
| A． | 木块放在桌面上所受到的向上的弹力是由于木块发生微小形变而产生的 | |
| B． | 木块放在桌面上对桌面的压力是由于木块发生微小形变而产生的 | |
| C． | 压力和支持力的方向总是与接触面平行 | |
| D． | 施力者不一定受到力的作用 |
如图所示，光滑曲面轨道AB置于高度为H=1.8m的平台上，其末端切线水平．另有一长木板BC两端分别搁在轨道末端点和水平地面间，构成倾角为θ=37°的斜面，整个装置固定在竖直平面内．一个可视作质点的质量为m=0.1kg的小球，从光滑曲面上由静止开始下滑（不计空气阻力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）| A． | 物体的加速度大则速度一定大 | |
| B． | 物体的速度改变大，其加速度不一定大 | |
| C． | 物体有加速度，速度就增加 | |
| D． | 速度很大的物体其加速度可以很小 |
如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成的，甲图是电流表（电流表或电压表），当电阻R增大时，该表的量程变小 （变大或变小）乙图是电压表（电流表或电压表），当电阻R增大时，该表的量程变大 （变大或变小）．| A． | 电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做负功，电荷电势能减少 | |
| B． | 在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做正功，电荷电势能减少 | |
| C． | 在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势增加 | |
| D． | 在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加 |
| A． | 这段运动所用时间为4s | |
| B． | 这段运动的加速度是0.5m/s2 | |
| C． | 自计时开始，2s末的速度为6.5m/s | |
| D． | 从开始计时起，经过14m处的速度为7m/s |