题目

题型：不详难度：来源：

光电计时器像打点计时器一样，也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门激光发射和接收装置，当有物体从．a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体通过时的挡光时间．

现利用图乙所示装置测量滑块和长1m左右的木板间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出．此外，在木板顶端P点还悬挂着一个重锤．让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10^-2s和2.0×10^-2s．用游标卡尺测量小滑块的宽度d，游标卡尺的示数如图丙所示．
（1）读出滑块的宽度d=______cm．
（2）滑块通过光电门1、2的速度v₁、v₂均可求得，滑块通过光电门2的速度v₂=______m/s．
（3）已知当地的重力加速度为g，若仅提供一把米尺，为完成测量，除了研究v₁、v₂和两个光电门之间的距离L外，还需直接测量的物理量是______（说明各量的物理意义，同时指明代表物理量字母）．
（4）用（3）中各量求解动摩擦因数的表达式μ=______（用字母表示）．

答案

（1）滑块的宽度d=50+3×0.05=50.15mm=5.015cm．
（2）由运动学公式求得滑块通过光电门1的速度v₁
v₁=

d

t1

=

5.015×10-2

5.0×10-2

=1.00m/s
滑块通过光电门2的速度v₂=

d

t2

=

5.015×10-2

2.0×10-2

=2.50m/s
（3）由运动学公式得v2-

v

20

=2a′xx=L
对滑块由牛顿第二定律得 mgsinθ-umgcosθ=ma′
且tanθ=

h

a

由上可知要求μ，则需要知道h、a
故需要直接测量的物理量是 P点离桌面的距离h、重锤在桌面上所指的点与Q点间的距离a，（斜面的长度b=

a2+h2

）
（4）用（3）中各量求解动摩擦因数的表达式μ=

h

a

-

( v 22 - v 21 )b

2Lga

故答案为（1）5.015
（2）2.5
（3）P点离桌面的距离h、重锤在桌面上所指的点与Q点距离a、斜面的长度b
（4）

h

a

-

( v 22 - v 21 )b

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