Question

7．用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)．長(zhǎng)木板一端放在水平桌面上，另一端架在墊片上，在木板上B處放置一光電門，用光電計(jì)時(shí)器記錄滑塊上擋光片通過(guò)光電門時(shí)擋光的時(shí)間．實(shí)驗(yàn)中通過(guò)改變墊片的數(shù)量來(lái)改變木板傾角，從而進(jìn)行多次測(cè)量．

（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)得擋光片的寬度如圖乙所示，則遮光片的寬度為4.70mm；
（2）若擋光片的寬度為L(zhǎng)，擋光片通過(guò)光電門的擋光時(shí)間為t，則滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度為$\frac{L}{t}$；
（3）讓滑塊從A點(diǎn)從靜止滑下，通過(guò)B點(diǎn)的速度為V．已知AB兩點(diǎn)的高度差為H，兩點(diǎn)間的距離為S，則滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為$\frac{2gH-{V}^{2}}{2g\sqrt{{S}^{2}-{H}^{2}}}$（用H、V、S、g表示）．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)時(shí)先讀出主尺的刻度，然后看游標(biāo)尺上的哪一個(gè)刻度與主尺的刻度對(duì)齊，最后讀出總讀數(shù)；
（2）由于滑塊經(jīng)過(guò)光電門的時(shí)間非常短，可以使用平均速度表示滑塊經(jīng)過(guò)B的速度；
（3）根據(jù)題目的敘述，確定實(shí)驗(yàn)的原理，然后確定摩擦因數(shù)的公式．

解答 解：（1）主尺讀數(shù)為4mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為14，由圖知該游標(biāo)尺為二十分度的卡尺，精度為0.05mm，故測(cè)量結(jié)果為：d=4mm+14×0.05mm=4.70mm．
（2）由于滑塊經(jīng)過(guò)光電門的時(shí)間非常短，可以使用平均速度表示滑塊經(jīng)過(guò)B的速度；
根據(jù)公式得：v=$\frac{L}{t}$．
（3）因合外力做的功等于各個(gè)外力所做功的代數(shù)和，得：$\frac{1}{2}$mV²=mgh-μmgcosθ•S，
而cosθ=$\frac{\sqrt{{S}^{2}-{H}^{2}}}{S}$，
所以μ=$\frac{2gH-{V}^{2}}{2g\sqrt{{S}^{2}-{H}^{2}}}$．
故答案為：（1）4.70；（2）$\frac{L}{t}$；（3）$\frac{2gH-{V}^{2}}{2g\sqrt{{S}^{2}-{H}^{2}}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)動(dòng)能定理得出動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式，從而確定要測(cè)量的物理量．要先確定實(shí)驗(yàn)的原理，然后依據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理解答即可．