Question

（1）Ⅰ．在“互成角度的兩個力的合成”實驗中，用兩個彈簧秤分別鉤住細繩套，互成角度地拉橡皮條，使它伸長到某一位置O點，為了確定兩個分力的大小和方向，這一步操作中必須記錄的是

BD

A．橡皮條固定端的位置           B．描下O點位置和兩條細繩套的方向
C．橡皮條伸長后的總長度         D．兩個彈簧秤的讀數(shù)
Ⅱ．做實驗時，根據(jù)測量結果在白紙上畫出如圖1所示的圖，其中O為橡皮筋與細繩的結點．圖中的

F

是F₁和F₂的合力的理論值；

F′

是F₁和F₂的合力的實際測量值．
（2）在如圖乙同種材料兩木板通過一小段圓弧連接成一個斜面和水平面部分，現(xiàn)要測量正方體小鐵塊A、B和這木板間的動摩擦因數(shù)μ，利用了如下器材和方法：（水平部分足夠長，重力加速度為g）
Ⅰ．用 20 個等分刻度的游標卡尺測定小鐵塊A的邊長d如圖丙，測得長度為d=

2.020

cm．
Ⅱ．光電計時器是一種研究物體運動的常用計時器，其結構如圖甲所示，a、b 分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從 a、b 間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．從而可以算得物體的速度．

將斜面體置于水平桌面上，斜面頂端 P 懸掛一鉛垂線，Q 為錐尖與桌面的接觸點，1和 2 是固定在斜面上的兩個光電門（與之連接的電路未畫出），讓小鐵塊A由P點沿斜面滑下，小鐵塊通過光電門 1、2 的時間分別為△t₁、△t₂，用米尺測得 l、2 之間的距離為 L，則小鐵塊下滑過程中的加速度a=

a=

d2(△t12-△t22)

2L△t12△t22

；（用題中字母表示） 再利用米尺測出

PQ的距離h

、

斜面部分長s

，就可以測得動摩擦因數(shù)μ₁．
Ⅲ．若再測鐵塊B和板間動摩擦因數(shù)μ₂時，光電計時器出現(xiàn)故障不能使用，現(xiàn)只利用米尺完成實驗，若已測得PQ高為h，則只需要再測

滑塊自開始到停下的水平位移L

．（要求只能再測一個物理量）
測得的動摩擦因數(shù)μ₂=

??

h

x

?????????

（用已知量和測定的物理量所對應的字母表示）

Answer 1

分析：（1）I、根據(jù)該實驗的實驗原理以及實驗目的可以明確該實驗需要記錄的數(shù)據(jù)；
II、該實驗采用了“等效法”，由于實驗誤差的存在，導致F₁與F₂合成的實際值與與理論值存在差別．
（2）I、游標卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀．游標的零刻度線超過主尺上的刻度數(shù)為主尺讀數(shù)，游標讀數(shù)等于分度乘以對齊的根數(shù)．
II、鐵塊通過光電門的時間非常小，因此可以平均速度代替其通過的瞬時速度，據(jù)此可以求出鐵塊通過光電門時的速度大小；鐵塊做勻變速直線運動，根據(jù)速度和位移關系式可以求出小車的加速度大�。�
III、運用動能定理研究小鐵塊由頂端從靜止滑下，滑至水平板上的C點停下列出等式，結合幾何關系求解．

解答：解：（1）I、該實驗的實驗目的是驗證力的平行四邊形定則，要根據(jù)兩個彈簧拉橡皮筋時兩個拉力的大小和方向做出平行四邊形求出其合力大小，然后與一個彈簧拉橡皮筋時的拉力大小進行比較，最后得出結論，故需要記錄的是兩彈力的大小和方向，故AC錯誤，BD正確．
故選BD．
本實驗采用了“等效法”，F(xiàn)₁與F₂的合力的實際值測量值為一個彈簧拉繩套時的彈簧的彈力大小和方向，而理論值是通過平行四邊形定則得到的值．
故答案為：F，F(xiàn)′．
（2）I、游標卡尺的主尺讀數(shù)為：2cm，游標讀數(shù)等于：0.05×4mm=0.20mm=0.020cm，所以最終讀數(shù)為：2cm+0.20cm=2.020cm，即2.0200cm．
故答案為：2.020．
II、鐵塊通過光電門1時的速度為：v1=

d

△t1

，通過光電門2時的速度為：v2=

d

△t2

，
根據(jù)速度和位移關系式：v2-

v

2 0

=2as得：
a=

d2(△t12-△t22)

2L△t12△t22

小鐵塊下滑過程中受重力、支持力和摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律得：
a=

F合

m

=gsinθ-μgcosθ  θ為斜面傾角，所以有：μ=

gsinθ-a

cosθ

根據(jù)幾何知識可知：再利用米尺測出斜面的高H，斜面的長S，就可以測得動摩擦因數(shù) μ．
故答案為：a=

d2(△t12-△t22)

2L△t12△t22

；PQ的距離h，斜面部分長s．    
（4）讓小鐵塊由頂端從靜止滑下，滑至水平板上的C點停下，測出頂端的高度h和小鐵塊在整個過程中的水平位移l
運用動能定理研究小鐵塊由頂端從靜止滑下，滑至水平板上的C點停下，
mgh-μmgcosθ?L-μmgL′=0-0=0，L為斜面的長度，L′為在水平面上滑行的距離．
μ=

h

Lcosθ+L′

Lcosθ為斜面在水平方向的長度，所以l=Lcosθ+L′為小鐵塊在整個過程中的水平位移．
即：μ=

h

L

故答案為：滑塊自開始到停下的水平位移L，

h

L

．

點評：（1）I、本題考查了“互成角度的兩個力的合成”實驗中的基本操作，是一道考查基本實驗操作的好題．
II、掌握實驗原理，從多個角度來理解和分析實驗，提高分析解決問題的能力．
（2）I、解決本題的關鍵掌握游標卡尺的讀數(shù)方法，游標卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀．
II、加深對平均速度和瞬時速度的理解，只有當時間間隔△t趨向于零時，此時的速度可以認為是瞬時速度，熟練應用運動學公式求解實驗問題．
III、物體沿斜面下滑是一個重要的物理模型，一定要對該過程中摩擦力、彈力、重力沿斜面的分力、加速度等物理量的變化分析透徹．