Question

6．某同學研究小滑塊在水平長木板上運動所受摩擦力的大小，選用的實驗器材是：長木板、總質(zhì)量為m的小滑塊、光電門、數(shù)字毫秒計、弧形斜面、擋光片、游標卡尺、刻度尺．器材安裝如圖甲所示．

①主要的實驗過程：
（�。┯糜螛丝ǔ邷y量擋光片寬度d，讀數(shù)如圖乙所示，則d=8.02mm；
（ⅱ） 讓小滑塊車從斜面上某一位置釋放，讀出小滑塊通過光電門時數(shù)字毫秒計示數(shù)t；
（ⅲ） 用刻度尺量出小滑塊停止運動時擋光片與光電門間的距離L；
（ⅳ） 求出小滑塊車與木板間摩擦力f=$\frac{mgccewi0^{2}}{2L{t}^{2}}$ （用物理量m、d、L、t表示）；
②若實驗中沒有現(xiàn)成的擋光片，某同學用一寬度為6cm的金屬片替代，這種做法是否合理？不合理 （選填“合理”或“不合理”）．
③實驗中，小滑塊釋放的高度要適當高一些，其目的是減少系統(tǒng)誤差．（選填“系統(tǒng)”或“偶然”）

Answer 1

分析 游標卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀；根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度表示瞬時速度得出小滑塊通過光電門的瞬時速度，結(jié)合速度位移公式求出勻減速運動的加速度大小，通過牛頓第二定律求出滑塊與木板間的摩擦力．

解答 解：①游標卡尺的主尺讀數(shù)為8mm，游標讀數(shù)為1×0.02=0.02mm，則最終讀數(shù)為8.02mm．
滑塊通過光電門的速度$v=\fracs0ikukc{t}$，根據(jù)速度位移公式得，滑塊勻減速運動的加速度大小a=$\frac{{v}^{2}}{2L}=\frac{gau00sc^{2}}{2L{t}^{2}}$，
根據(jù)牛頓第二定律得，f=ma=$\frac{mayku200^{2}}{2L{t}^{2}}$．
②實驗中沒有現(xiàn)成的擋光片，某同學用一寬度為6cm的金屬片替代，則用平均速度表示瞬時速度誤差變大，這種做法不合理．
③在實驗中用極短時間內(nèi)的平均速度表示瞬時速度，存在一定的誤差，該誤差無法避免，屬于系統(tǒng)誤差，小滑塊釋放的高度要適當高一些，通過光電門的時間變短，可以減小系統(tǒng)誤差．
故答案為：①（ⅰ）6.00；（ⅳ）$\frac{mw0cm2e0^{2}}{2L{t}^{2}}$； ②不合理；③系統(tǒng)

點評 解決本題的關鍵掌握游標卡尺的讀數(shù)方法，掌握極限的思想在物理中的運用，即極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度的大�。�