光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間。

利用如圖2所示裝置測(cè)量滑塊與長1m左右的木板間動(dòng)摩擦因數(shù)及被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能，

圖中木板固定在水平面上，木板的左端固定有一個(gè)處于鎖定狀態(tài)的壓縮輕彈簧（彈簧長度與木板相比可忽略），彈簧右端與滑塊接觸，1和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門，與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出�，F(xiàn)使彈簧解除鎖定，滑塊獲得一定的初速度后，水平向右運(yùn)動(dòng)，光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為2.0×10-2s和5.0×10-2s，用游標(biāo)卡尺測(cè)量小滑塊的寬度d，卡尺示數(shù)如圖3所示.

      

（1）讀出滑塊的寬度d=               cm.

（2）滑塊通過光電門1的速度v1=      m/s；滑動(dòng)通過光電門2的速度v2=       m/s；

（3）若用米尺測(cè)量出兩個(gè)光電門之間的距離為L，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀贋間，則滑塊與木板動(dòng)摩擦因數(shù)表達(dá)式為               （用以下量、、、L表示）。

（4）若用米尺測(cè)量出滑塊初始位置到光電門2的距離為S，為測(cè)量被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能，還需測(cè)量的物理量是                               （說明其含義，并指明代表物理量的字母），被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能可表示為                （各量均用字母表示）。

 

（1）5.50cm（2分）（2）2.75m/s，1.10m/s（2分）（3）（2分）

（4）滑塊的質(zhì)量m，（2分）         （2分）

解析:

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

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光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖（a ） 所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接受裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結(jié)束的時(shí)間記錄下來．現(xiàn)利用圖（b）所示的裝置測(cè)量滑塊和長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，圖中MN是水平桌面，Q是長木板與桌面的接觸點(diǎn)，1和2是固定在長木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門，與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出，長木板頂端P點(diǎn)懸有一鉛錘，實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓滑塊從長木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為1.0×10-2 s和4.0×10-3 s．用精度為0.05mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量滑塊的寬度為d，其示數(shù)如圖（c）所示．

（1）滑塊的寬度d=
1.010
1.010
 cm．
（2）滑塊通過光電門1時(shí)的速度v1=
1.0
1.0
 m/s，滑塊通過光電門2時(shí)的速度v2=
2.5
2.5
 m/s．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）由此測(cè)得的瞬時(shí)速度v1和v2只是一個(gè)近似值，它們實(shí)質(zhì)上是通過光電門1和2時(shí)的
平均速度
平均速度
，要使瞬時(shí)速度的測(cè)量值更接近于真實(shí)值，可將
滑塊
滑塊
的寬度減小一些．

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光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖1（a）所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接受裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以精確地把物體從開始擋光到擋光結(jié)束的時(shí)間記錄下來．現(xiàn)利用圖1（b）所示的裝置測(cè)量滑塊和長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，圖中MN是水平桌面，Q是長木板與桌面的接觸點(diǎn)，1和2是固定在長木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門，與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出，長木板頂端P點(diǎn)懸有一鉛錘，實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓滑塊從長木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為1.0×10-2s和4.0×10-3s．用精度為0.05mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量滑塊的寬度d，其示數(shù)如圖2所示．
（1）滑塊的寬度d=
1.010
1.010
cm
（2）滑塊通過光電門1時(shí)的速度v1=
1.0
1.0
m/s，滑塊通過光電門2時(shí)的速度v2=
2.5
2.5
m/s．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）由此測(cè)得的瞬時(shí)速度v1和v2只是一個(gè)近似值，它們實(shí)質(zhì)上是通過光電門1和2時(shí)的
平均速度
平均速度
，要使瞬時(shí)速度的測(cè)量值更接近于真實(shí)值，可將
滑塊
滑塊
的寬度減小一些；
（4）為了使測(cè)量更加準(zhǔn)確，除進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量取平均值外，在不更換器材的基礎(chǔ)上，還可采取的辦法有：a．
下移光電門2的位置或增大L
下移光電門2的位置或增大L
進(jìn)行測(cè)量；b．
增加木板的傾斜角或增大P點(diǎn)的高度h
增加木板的傾斜角或增大P點(diǎn)的高度h
進(jìn)行測(cè)量．

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光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見儀器．當(dāng)有物體從光電門通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間．現(xiàn)利用如圖甲所示裝置探究物體的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系，其 NQ是水平桌面，PQ是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上的兩個(gè)光電門（與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出）．小車上固定著用于擋光的窄片K，測(cè)得其寬度為d，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計(jì)時(shí)器顯示窄片K的擋光時(shí)間分別為t1和t2．

（1）該實(shí)驗(yàn)中，在改變小車的質(zhì)量M或沙桶的總質(zhì)量m時(shí)，保持M＞＞m，這樣做的目的是
小車所受合外力大小等于（或約等于）mg
小車所受合外力大小等于（或約等于）mg
；
（2）為了計(jì)算小車的加速度，除了測(cè)量d、t1和t2之外，還需要測(cè)量
兩光電門之間的距離（或“小車由光電門1運(yùn)動(dòng)至光電門2所用時(shí)間”）
兩光電門之間的距離（或“小車由光電門1運(yùn)動(dòng)至光電門2所用時(shí)間”）
，若上述測(cè)量量用x表示，則用這些物理量計(jì)算加速度的表達(dá)式為a=
d2(
t
2
1
-
t
2
2
)
2x
t
2
1
t
2
2
（或“a=
d(t1-t2)
tt1t2
”）
d2(
t
2
1
-
t
2
2
)
2x
t
2
1
t
2
2
（或“a=
d(t1-t2)
tt1t2
”）
；
（3）某位同學(xué)經(jīng)測(cè)量、計(jì)算獲得的數(shù)據(jù)作出了小車加速度與所受合外力的關(guān)系圖象（圖乙），試指出圖線不過原點(diǎn)產(chǎn)生誤差的主要原因．
木板傾角偏小（或“平衡摩擦力不足”或“末完全平衡摩擦力”）
木板傾角偏�。ɑ颉捌胶饽Σ亮Σ蛔恪被颉澳┩耆胶饽Σ亮Α保�
．

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

A．橡皮條固定端的位置           B．描下O點(diǎn)位置和兩條細(xì)繩套的方向
C．橡皮條伸長后的總長度         D．兩個(gè)彈簧秤的讀數(shù)
Ⅱ．做實(shí)驗(yàn)時(shí)，根據(jù)測(cè)量結(jié)果在白紙上畫出如圖1所示的圖，其中O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)．圖中的
F
F
是F1和F2的合力的理論值；
F′
F′
是F1和F2的合力的實(shí)際測(cè)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(gè)斜面和水平面部分，現(xiàn)要測(cè)量正方體小鐵塊A、B和這木板間的動(dòng)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(gè)等分刻度的游標(biāo)卡尺測(cè)定小鐵塊A的邊長d如圖丙，測(cè)得長度為d=
2.020
2.020
cm．
Ⅱ．光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)的常用計(jì)時(shí)器，其結(jié)構(gòu)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(dāng)有物體從 a、b 間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)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(diǎn)，1和 2 是固定在斜面上的兩個(gè)光電門（與之連接的電路未畫出），讓小鐵塊A由P點(diǎn)沿斜面滑下，小鐵塊通過光電門 1、2 的時(shí)間分別為△t1、△t2，用米尺測(cè)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
a=
d2(△t12-△t22)
2L△t12△t22
；（用題中字母表示） 再利用米尺測(cè)出
PQ的距離h
PQ的距離h
、
斜面部分長s
斜面部分長s
，就可以測(cè)得動(dòng)摩擦因數(shù)μ1．
Ⅲ．若再測(cè)鐵塊B和板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ2時(shí)，光電計(jì)時(shí)器出現(xiàn)故障不能使用，現(xiàn)只利用米尺完成實(shí)驗(yàn)，若已測(cè)得PQ高為h，則只需要再測(cè)
滑塊自開始到停下的水平位移L
滑塊自開始到停下的水平位移L
．（要求只能再測(cè)一個(gè)物理量）
測(cè)得的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=
??
h
x
?????????
??
h
x
?????????
（用已知量和測(cè)定的物理量所對(duì)應(yīng)的字母表示）

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I．光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)的常用計(jì)時(shí)器，其結(jié)構(gòu)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(dāng)有物體從 a、b 間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間．
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利用圖乙所示裝置測(cè)定正方體小鐵塊和由長木板制成的斜面體（包括水平部分，斜面與水平面之間有一小段圓弧連接，長度忽略不計(jì)，水平部分足夠長，重力加速度為g）間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ．
（1）用20個(gè)等分刻度的游標(biāo)卡尺測(cè)定小鐵塊的邊長出
 
mm．（ 如圖丙所示）
（2）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(diǎn)，1和 2 是固定在斜面上的兩個(gè)光電門（與之連接的電路未畫出），讓小鐵塊由P點(diǎn)沿斜面滑下，小鐵塊通過光電門 1、2 的時(shí)間分別為△t1、△t2，用米尺測(cè)得 l、2 之間的距離為 L（L＞＞d），則小鐵塊下滑過程中的加速度 a=
 
；再利用米尺測(cè)出
 
、
 
，就可以測(cè)得動(dòng)摩擦因數(shù) μ．
（3）若光電計(jì)時(shí)器出現(xiàn)故障不能使用，現(xiàn)只利用米尺測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù) μ，請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)方案：
 
測(cè)得的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=
 
．（用測(cè)定的物理量所對(duì)應(yīng)的字母表示）

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