Question

2．如圖甲是實(shí)驗(yàn)室測(cè)定小物塊和水平面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置，曲面AB與水平面相切于B點(diǎn)，曲面和水平面均固定不動(dòng)．帶有遮光條的小物塊自曲面上某處由靜止釋放后，沿曲面滑下并沿著水平面最終滑行到C點(diǎn)停止，P為固定在水平面上的光電計(jì)時(shí)器的光電門，已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g．

（1）利用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度如圖乙所示，則遮光條的寬度d=2.30mm；
（2）實(shí)驗(yàn)中除了測(cè)定遮光條的寬度外，還需要測(cè)量的物理量有BC；
A．小物塊質(zhì)量m
B．遮光條通過光電門的時(shí)間t
C．光電門P到C點(diǎn)的水平距離x
D．小物塊釋放點(diǎn)相對(duì)于水平面的高度h
（3）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)小組采用圖象法來處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，他們根據(jù)（2）測(cè)量的物理量，在坐標(biāo)紙上建立圖丙所示的坐標(biāo)系來尋找關(guān)系從而達(dá)到本實(shí)驗(yàn)的目的，其中合理的是B．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)時(shí)先讀出主尺的刻度，然后看游標(biāo)尺上的哪一個(gè)刻度與主尺的刻度對(duì)齊，最后讀出總讀數(shù)；
（2）根據(jù)題目的敘述，確定實(shí)驗(yàn)的原理，然后確定待測(cè)量與摩擦力的公式；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法．

解答 解：（1）主尺的刻度：0.2cm=2mm，
游標(biāo)尺上的第6個(gè)刻度與主尺的刻度對(duì)齊，讀數(shù)是：0.05×6=0.30mm，
總讀數(shù)：2mm+0.30mm=2.30mm；
（2）實(shí)驗(yàn)的原理：根據(jù)遮光條的寬度與滑塊通過光電門的時(shí)間即可求得滑塊的速度：v=$\fracrwf4evh{t}$；
B到C的過程中，摩擦力做功，根據(jù)動(dòng)能定理得：-μmgx=0-$\frac{1}{2}$mv²；
聯(lián)立以上兩個(gè)公式得動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式：μ=$\frac{tb9ckp9^{2}}{2gx{t}^{2}}$；
還需要測(cè)量的物理量是：光電門P與C之間的距離x，與遮光條通過光電門的時(shí)間t，故BC正確，AD錯(cuò)誤．
（3）由動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式可知，μ與t²和x的乘積成反比，
所以x與$\frac{1}{{t}^{2}}$的圖線是過原點(diǎn)的直線，
應(yīng)該建立的坐標(biāo)系為：縱坐標(biāo)用物理量$\frac{1}{{t}^{2}}$，橫坐標(biāo)用物理量x，即B正確，ACD錯(cuò)誤．
故答案為：（1）2.30；（2）BC；（3）B．

點(diǎn)評(píng) 本題通過動(dòng)能定理得出動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式，從而確定要測(cè)量的物理量．要先確定實(shí)驗(yàn)的原理，然后依據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理解答即可．