Question

9．如圖甲是實驗室測定水平面上和小物塊之間動摩擦因數(shù)的實驗裝置，曲面AB與水平面相切與B點且固定，帶有遮光條的小物塊自曲面上某一點釋放后沿水平面滑行最終停在C點，P為光電計時器的光電門，已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g．
（1）利用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度如圖乙所示，則遮光條的寬度d=1.060cm；
（2）實驗指出了測定遮光條的寬度外，還需要測量的物理量有BC；
A．小物塊質(zhì)量m                   B．遮光條通過光電門的時間t
C．光電門C點的距離S             D．小物塊釋放點的高度h
（3）根據(jù)（1）（2）測量的物理量（用對應(yīng)字母表示），水平面和小物塊之間的動摩擦因數(shù)的表達(dá)式為μ=$\frac{au0zayw^{2}}{2gs{t}^{2}}$．
（4）為了減小實驗誤差，同學(xué)們采用圖象來處理實驗數(shù)據(jù)，他們根據(jù)（2）測量的物理量，建立如圖丙所示的坐標(biāo)系來尋找關(guān)系，其中合理的是B．
（5）實驗中不需要（填“需要”或“不需要”）保證小物塊每次從曲面上同一位置釋放．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)時先讀出主尺的刻度，然后看游標(biāo)尺上的哪一個刻度與主尺的刻度對齊，最后讀出總讀數(shù)；
（2）根據(jù)題目的敘述，確定實驗的原理，然后確定待測量與摩擦力的公式；
（3）（4）根據(jù)實驗的原理確定處理實驗數(shù)據(jù)的方法．

解答 解：（1）主尺的刻度：1cm，游標(biāo)尺上的第12個刻度與主尺的刻度對齊，讀數(shù)是：0.05×12=0.60mm，
總讀數(shù)：10mm+0.60mm=10.60mm=1.060cm；
（2）實驗的原理：根據(jù)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：v=$\fracv0h05az{t}$；
B到C的過程中，摩擦力做功，根據(jù)動能定理得：-μmgs=0-$\frac{1}{2}$mv²；
聯(lián)立以上兩個公式得動摩擦因數(shù)的表達(dá)式：μ=$\frac{mfw50z0^{2}}{2gs{t}^{2}}$；
還需要測量的物理量是：光電門P與C之間的距離s，與遮光條通過光電門的時間t，故BC正確，AD錯誤．
（3）根據(jù)動能定理可得$μmgs=\frac{1}{2}m（\fracww0uvu0{t}）^{2}$解得μ=$\frac{jje5v55^{2}}{2gs{t}^{2}}$
（4）由動摩擦因數(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，即B正確，ACD錯誤．
（5）需要測量出不同的數(shù)據(jù)，做出圖象，故不需要保證小物塊每次從曲面上同一位置釋放
故答案為：（1）1.060；（2）BC；（3）$\frac{00005aw^{2}}{2gs{t}^{2}}$；（4）B；（5）不需要

點評 本題通過動能定理得出動摩擦因數(shù)的表達(dá)式，從而確定要測量的物理量．要先確定實驗的原理，然后依據(jù)實驗的原理解答即可．