Question

19．如圖甲是實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水平面和小物塊之間動(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)且固定．帶有遮光條的小物塊自曲面上面某一點(diǎn)釋放后沿水平面滑行最終停在C點(diǎn)，P為光電計(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=1.015cm．
（2）實(shí)驗(yàn)中除了遮光條的寬度，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．遮光條到C點(diǎn)的距離s          D．小物塊釋放點(diǎn)的高度
（3）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，同學(xué)們選擇圖象法來找出動(dòng)摩擦因數(shù)，那么他們應(yīng)該選擇$\frac{1}{{t}^{2}}$-s關(guān)系圖象來求解（利用測(cè)量的物理量表示）．

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：1cm，游標(biāo)尺上的第3個(gè)刻度與主尺的刻度對(duì)齊，讀數(shù)是：0.05×3=0.15mm，
總讀數(shù)：10mm+0.15mm=10.15mm=1.015cm；
（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=$\fracm0cmwim{t}$；
B到C的過程中，摩擦力做功，根據(jù)動(dòng)能定理得：-μmgs=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=$\frac{mymuyiw^{2}}{2gs{t}^{2}}$；
還需要測(cè)量的物理量是：光電門P與C之間的距離s，與遮光條通過光電門的時(shí)間t．
（3）由動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式可知，μ與t²和s的乘積成反比，所以s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s．
故答案為：（1）1.015；（2）BC；（3）$\frac{1}{{t}^{2}}$-s．

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．