题目内容

18.某同学用如图甲所示的装置测滑块与长木板间的动摩擦因数,将木板水平固定在桌面上,木板左端固定挡板上连接一轻弹簧,长木板上A、B两点安装有光电门,滑块放在长木板上,靠近轻弹簧.

(1)用游标卡尺测出挡光片的宽度,读数如图乙所示,则挡光片的宽度d=9.30mm
(2)在滑块上装上挡光片,用手推动滑块向左移动压缩弹簧,将弹簧压缩到适当的程度松手,滑块在弹簧弹力的作用下向右滑去,滑块离开弹簧后分别通过A、B两点的光电门,与光电门相连的计时器分别记录下滑块上挡光片通过A、B两点光电门的时间△t1和△t2,则滑块通过A点的速度为$\frac{d}{△{t}_{1}}$,通过B点的速度为$\frac{d}{△{t}_{2}}$(用物理量的字母表示)
(3)通过改变物块压缩弹簧的程度大小进行多次实验,测出多组滑块通过A点和B点的速度vA和vB,作出vA2-vB2图象,若图象与v2轴的交点为a,重力加速度为g,要求出动摩擦因数,还需要测出AB之间的距离x,若此需要测出的物理量用x表示,则物块与长木板间的动摩擦因数μ=$\frac{a}{2gx}$用题中给出的字母表示)

分析 (1)游标卡尺的读数时先读出主尺的刻度,然后看游标尺上的哪一个刻度与主尺的刻度对齐,最后读出总读数;
(2)根据平均速度代替瞬时速度即可求得AB两点的速度;
(3)根据速度位移公式,可知,必须测量AB间的距离,根据截距即可求得摩擦因数

解答 解:(1)主尺读数为9mm,游标尺上对齐的格数为6,由图知该游标尺为二十分度的卡尺,精度为0.05mm,故测量结果为:d=9mm+6×0.05mm=9.30mm.
(2)根据公式v=$\frac{d}{t}$可知:A点的速度为vA=$\frac{d}{△{t}_{1}}$,B点的速度为v2=$\frac{d}{△{t}_{2}}$.
(3)根据牛顿第二定律可知:
a=μg;
根据速度位移公式有:vA2-vB2=2ax
则有:vA2=vB2+2μgx
由数学规律可知:2μgx=a
因此要求出μ,还需要测量AB间的距离,解得:μ=$\frac{a}{2gx}$
故答案为:(1)9.30;(2)$\frac{d}{△{t}_{1}}$,$\frac{d}{△{t}_{2}}$;(3)AB间的距离,$\frac{a}{2gx}$

点评 本题通过牛顿第二定律可运动学规律求解动摩擦因数的实验,解题的关键在于明确实验原理,再利用所学规律确定对应的规律,从而确定要测量的物理量.所以应先确定实验的原理,然后依据实验的原理解答即可.

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