Question

17．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量小物塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ．粗糙曲面AB固定在水平面上，其與水平面相切于B點(diǎn)，P為光電計(jì)時(shí)器的光電門，實(shí)驗(yàn)時(shí)將帶有遮光條的小物塊m從曲面AB上的某點(diǎn)自由釋放，小物塊通過光電門P后停在水平面上某點(diǎn)C．已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g．

（1）用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d如圖乙所示，其讀數(shù)d=0.375 cm；
（2）為了測量動(dòng)摩擦因數(shù)，除遮光條寬度d及數(shù)字計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間t，還需要測量的物理量及其符號(hào)是光電門P與C點(diǎn)之間的距離s，動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{1vlxvv1^{2}}{2gs{t}^{2}}$（用測量的量表示）；
（3）改變小物塊釋放位置，進(jìn)行多次測量后，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，可采用圖象法即通過畫出較合理的圖象來處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，你認(rèn)為應(yīng)該建立的坐標(biāo)系為：縱坐標(biāo)用物理量s，橫坐標(biāo)用物理量$\frac{1}{{t}^{2}}$．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺示數(shù)之和是游標(biāo)卡尺示數(shù)；
（2）根據(jù)題意求出動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式，然后根據(jù)該表達(dá)式分析答題；
（3）根據(jù)動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式，結(jié)合圖象中圖線的意義，分析該如何選擇坐標(biāo)系．

解答 解：（1）由圖乙所示游標(biāo)卡尺可知，主尺示數(shù)為0.3cm，游標(biāo)尺示數(shù)為15×0.05mm=0.75mm=0.075cm，游標(biāo)卡尺讀數(shù)d=0.3cm+0.075cm=0.375cm；
（2）物塊通過光電門時(shí)的速度v=$\fracpbhvdbt{t}$，然后物塊在水平面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理得：-μmgs=0-$\frac{1}{2}$mv²，解得：μ=$\frac{9txvtv1^{2}}{2g{t}^{2}s}$，由此可知，要測動(dòng)摩擦因數(shù)，得出d與t外，還需要測量光電門與C點(diǎn)間的距離s．
（3）滑塊在水平面上滑行的距離越大，測量s時(shí)的誤差越小，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，可以測出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．
由公式：μ=$\frac{z9d7x9z^{2}}{2g{t}^{2}s}$可知，由于遮光條的寬度d是已知的條件，μ與數(shù)字計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間t、光電門與C點(diǎn)間的距離s有關(guān)，若以物理量s和t建立坐標(biāo)系，則需要以s為縱坐標(biāo)，以$\frac{1}{{t}^{2}}$為橫坐標(biāo)，斜率：k=$\frac{s}{\frac{1}{{t}^{2}}}=s{t}^{2}$，動(dòng)摩擦因數(shù)為：μ=$\frac{zn5zllz^{2}}{2g{t}^{2}s}$=$\frac{vhddpb3^{2}}{2gk}$
故答案為：（1）0.375；（2）光電門與C點(diǎn)間的距離s；$\frac{tlfjj59^{2}}{2g{t}^{2}s}$；（3）s，$\frac{1}{{t}^{2}}$

點(diǎn)評(píng) 游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺示數(shù)之和是游標(biāo)卡尺的示數(shù)，游標(biāo)卡尺不需要估讀，對(duì)游標(biāo)卡尺讀數(shù)時(shí)，要注意游標(biāo)尺的精度．