光電計時器像打點計時器一樣,也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器,其結(jié)構如圖甲所示,a、b分別是光電門激光發(fā)射和接收裝置,當有物體從.a(chǎn)、b間通過時,光電計時器就可以顯示物體通過時的擋光時間.
現(xiàn)利用圖乙所示裝置測量滑塊和長1m左右的木板間的動摩擦因數(shù),圖中MN是水平桌面,Q是木板與桌面的接觸點,1和2是固定在木板上適當位置的兩個光電門,與之連接的兩個光電計時器沒有畫出.此外,在木板頂端P點還懸掛著一個重錘.讓滑塊從木板的頂端滑下,光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為5.0×10
-2s和2.0×10
-2s.用游標卡尺測量小滑塊的寬度d,游標卡尺的示數(shù)如圖丙所示.
(1)讀出滑塊的寬度d=
5.015
5.015
cm.
(2)滑塊通過光電門1、2的速度v
1、v
2均可求得,滑塊通過光電門2的速度v
2=
2.5
2.5
m/s.
(3)已知當?shù)氐闹亓铀俣葹間,若僅提供一把米尺,為完成測量,除了研究v
1、v
2和兩個光電門之間的距離L外,還需直接測量的物理量是
P點離桌面的距離h、重錘在桌面上所指的點與Q點距離a、斜面的長度b
P點離桌面的距離h、重錘在桌面上所指的點與Q點距離a、斜面的長度b
(說明各量的物理意義,同時指明代表物理量字母).
(4)用(3)中各量求解動摩擦因數(shù)的表達式μ=
(用字母表示).