Question

1．某实验小组利用如图甲所示的实验装置测量小物块与水平面之间的动摩擦因数μ，粗糙曲面AB固定在水平面上，其与水平面相切于B点，P为光电计时器的光电门，实验时将带有遮光条的小物块m从曲面AB上的某点自由释放，小物块通过光电门P后停在水平面上某点C．已知当地重力加速度为g．

（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙所示，其读数d=0.340cm；
（2）测得遮光条宽度d、数字计时器显示的小物块通过光电门时间t及光电门与C点之间的距离s，则小物块在水平面上运动的加速度a=$\frac{{d}^{2}}{2s{t}^{2}}$．
（3）为了减小实验误差，改变小物块释放位置，测得多组数据后，该小组建立了s-$\frac{1}{{t}^{2}}$的图象来处理实验数据，若图象斜率为k，则动摩擦因数μ=$\frac{{d}^{2}}{2kg}$．

Answer 1

分析 （1）游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺示数；
（2）根据光电门的特点求得到达A点的速度，有速度位移公式求得加速度；
（3）根据速度位移公式求得s-$\frac{1}{{t}^{2}}$的图象的斜率，利用a=μg即可求得摩擦因数；

解答 解：（1）由图乙所示游标卡尺可知，主尺示数为0.3cm，游标尺示数为8×0.05mm=0.40mm=0.040cm，游标卡尺读数d=0.3cm+0.040cm=0.340cm；
（2）物块通过光电门时的速度v=$\frac{d}{t}$，然后物块在水平面上做匀减速直线运动，根据速度位移公式可知2as=v²，解得$a=\frac{{d}^{2}}{2s{t}^{2}}$
（3）根据速度位移公式可知2as=v²，解得s=$\frac{{d}^{2}}{2a{t}^{2}}$，斜率k=$\frac{{d}^{2}}{2a}$，其中a=μg，代入解得$μ=\frac{{d}^{2}}{2kg}$
故答案为：（1）0.340；（2）$\frac{{d}^{2}}{2s{t}^{2}}$；（3）$\frac{{d}^{2}}{2kg}$

点评 游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数，游标卡尺不需要估读，对游标卡尺读数时，要注意游标尺的精度．