题目内容

光电计时器像打点计时器一样，也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门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通过时的挡光时间．

现利用图乙所示装置测量滑块和长1m左右的木板间的动摩擦因数，图中MN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P点还悬挂着一个重锤．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5.0×10-2s和2.0×10-2s．用游标卡尺测量小滑块的宽度d，游标卡尺的示数如图丙所示．
（1）读出滑块的宽度d=
5.015
5.015
cm．
（2）滑块通过光电门1、2的速度v1、v2均可求得，滑块通过光电门2的速度v2=
2.5
2.5
m/s．
（3）已知当地的重力加速度为g，若仅提供一把米尺，为完成测量，除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外，还需直接测量的物理量是
P点离桌面的距离h、重锤在桌面上所指的点与Q点距离a、斜面的长度b
P点离桌面的距离h、重锤在桌面上所指的点与Q点距离a、斜面的长度b
（说明各量的物理意义，同时指明代表物理量字母）．
（4）用（3）中各量求解动摩擦因数的表达式μ=
h
a
-
(
v
2
2
-
v
2
1
)b
2Lga
h
a
-
(
v
2
2
-
v
2
1
)b
2Lga
（用字母表示）．
分析：有运动学公式可求滑块通过光电门1、2的速度v1、v2，再根据v2-
v
2
0
=2ax，可求加速度，对物体受力分析，求合力，由牛顿第二定律求得摩擦力，进而求出摩擦因数．
解答：解：（1）滑块的宽度d=50+3×0.05=50.15mm=5.015cm．
    （2）由运动学公式求得滑块通过光电门1的速度v1
v1=
d
t1
=
5.015×10-2
5.0×10-2
=1.00m/s
       滑块通过光电门2的速度v2=
d
t2
=
5.015×10-2
2.0×10-2
=2.50m/s
     （3）由运动学公式得    v2-
v
2
0
=2a′x       x=L
          对滑块由牛顿第二定律得    mgsinθ-umgcosθ=ma′
          且tanθ=
h
a

          由上可知要求μ，则需要知道h、a
故需要直接测量的物理量是 P点离桌面的距离h、重锤在桌面上所指的点与Q点间的距离a，（斜面的长度b=
a2+h2
）
     （4）用（3）中各量求解动摩擦因数的表达式μ=
h
a
-
(
v
2
2
-
v
2
1
)b
2Lga

故答案为（1）5.015
（2）2.5
（3）P点离桌面的距离h、重锤在桌面上所指的点与Q点距离a、斜面的长度b
（4）
h
a
-
(
v
2
2
-
v
2
1
)b
2Lga
点评：考查了利用光电门计算速度、加速度，用到的物理知识，注意摩擦力及摩擦因数的求解．
练习册系列答案
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（1）如图1用螺旋测微器测定某一金属丝直径，测得的直径为
 
mm；用20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的长度为
 
cm．
（2）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见计时仪器，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．现利用图乙所示装置设计一个“验证物体产生的加速度与合外力、质量关系”的实验，图中NQ是水平桌面，PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2、是固定在木板上的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）．小车上固定着用于挡光的窄片，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片的挡光时间．
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①用游标卡尺测量小滑块的宽度d=0.50cm（L≥d），光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=2.50×10-2s、t2=1.25×10-2s．则滑块通过光电门1的速度为
 
m/s
②用米尺测量光电门间距为L，则小车的加速度表达式a=
 
（各量均用①②里的字母表示）．
③该实验为了把砂和砂桶m拉车的力当作小车的合力必须平衡摩擦力，方法是
 
．
④该实验中，让小车质量M不变时，探究a与F 关系，使用的探究方法是
 
．有位同学通过测量，作出a-F图线，如图丙中的实线所示．试分析：
图线不通过坐标原点的原因是
 
；图线上部弯曲的原因是
 
．

光电计时器像打点计时器一样，也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门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通过时的挡光时间．

现利用图乙所示装置测量滑块和长1m左右的木板间的动摩擦因数，图中MN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P点还悬挂着一个重锤．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5.0×10-2s和2.0×10-2s．用游标卡尺测量小滑块的宽度d，游标卡尺的示数如图丙所示．
（1）读出滑块的宽度d=______cm．
（2）滑块通过光电门1、2的速度v1、v2均可求得，滑块通过光电门2的速度v2=______m/s．
（3）已知当地的重力加速度为g，若仅提供一把米尺，为完成测量，除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外，还需直接测量的物理量是______（说明各量的物理意义，同时指明代表物理量字母）．
（4）用（3）中各量求解动摩擦因数的表达式μ=______（用字母表示）．
光电计时器像打点计时器一样，也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门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通过时的挡光时间．

现利用图乙所示装置测量滑块和长1m左右的木板间的动摩擦因数，图中MN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P点还悬挂着一个重锤．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5.0×10-2s和2.0×10-2s．用游标卡尺测量小滑块的宽度d，游标卡尺的示数如图丙所示．
（1）读出滑块的宽度d=______cm．
（2）滑块通过光电门1、2的速度v1、v2均可求得，滑块通过光电门2的速度v2=______m/s．
（3）已知当地的重力加速度为g，若仅提供一把米尺，为完成测量，除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外，还需直接测量的物理量是______（说明各量的物理意义，同时指明代表物理量字母）．
（4）用（3）中各量求解动摩擦因数的表达式μ=______2-
v21
)b2Lga
光电计时器像打点计时器一样，也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门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通过时的挡光时间．

现利用图乙所示装置测量滑块和长1m左右的木板间的动摩擦因数，图中MN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P点还悬挂着一个重锤．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5.0×10-2s和2.0×10-2s．用游标卡尺测量小滑块的宽度d，游标卡尺的示数如图丙所示．
（1）读出滑块的宽度d=______cm．
（2）滑块通过光电门1、2的速度v1、v2均可求得，滑块通过光电门2的速度v2=______m/s．
（3）已知当地的重力加速度为g，若仅提供一把米尺，为完成测量，除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外，还需直接测量的物理量是______（说明各量的物理意义，同时指明代表物理量字母）．
（4）用（3）中各量求解动摩擦因数的表达式μ=______2-
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