Question

【題目】某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置測量小物塊與水平面之間的動摩擦因數,彈簧左端固定在擋板上,帶有遮光條的小物塊將彈簧壓縮至C處,釋放后物塊與彈簧分離后通過P處光電計時器的光電門,小物塊通過光電門P后停在水平面上某點B。已知當地重力加速度為g。

（1）用游標卡尺測量遮光條的寬度d如圖乙所示,其讀數d= cm。

（2）為了測量動摩擦因數,需要測量的物理量及其符號是 ,動摩擦因數μ= （用測量的量表示）。

（3）改變彈簧壓縮位置,釋放木塊進行多次測量后,為了減小實驗誤差,可采用圖象法即通過畫出較合理的圖象來處理實驗數據,你認為應該建立的坐標系為:縱坐標用物理量 ,橫坐標用物理量 。

（4）若已經測得物塊與水平面間的動摩擦因數為μ,物體質量為m,重力加速度為g,只需再測出另一物理量即可測出彈簧的彈性勢能,寫出其物理量及其符號 ,寫出彈性勢能的表達式 。

Answer 1

【答案】（1）0．420 （2）擋光條寬度d,通過光電門時間t,光電門到物塊停止處的距離x ;

（3）釋放木塊處到最終停止處的距離 （4）s． E彈=μmgs；

【解析】試題分析：①主尺的刻度：4mm，游標尺上的第20個刻度與主尺的刻度對齊，讀數是：0．02×10=0．20mm，總讀數：4mm+0．20mm=4．20mm=0．420cm；

②實驗的原理：根據遮光條的寬度與滑塊通過光電門的時間即可求得滑塊的速度：；因此需要：擋光條寬度d，通過光電門時間t，B到C的過程中，摩擦力做功，根據動能定理得：-μmgx=0-mv2；

聯立以上兩個公式得動摩擦因數的表達式：, 還需要測量的物理量是：光電門P與C之間的距離x．

③由動摩擦因數的表達式可知，μ與t2和x的乘積成反比，所以x與的圖線是過原點的直線，

應該建立的坐標系為：縱坐標用物理量，橫坐標用物理量x．

④根據功能關系，釋放物體后，彈簧的彈性勢能減小，通過摩擦力做功，轉化為內能，則有：E彈=Wf=μmgs； 因此需要測量釋放木塊處到最終停止處的距離s．