Question

（2011?泰州一模）光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間．利用如圖2所示裝置測(cè)量滑塊與長(zhǎng) lm左右的木板間動(dòng)摩擦因數(shù)，圖中木板固定在水平面上，木板的左壁固定有一個(gè)處于鎖定狀態(tài)的壓縮輕彈簧（彈簧長(zhǎng)度與木板相比可忽略），彈簧右端與滑塊接觸，1和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門，與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出．現(xiàn)使彈簧解除鎖定，滑塊獲得一定的初速度后，水平向右運(yùn)動(dòng)，光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為2.0×1 0^-2s和5.0×10^-2s，用游標(biāo)卡尺測(cè)量小滑塊的寬度d，卡尺
示數(shù)如圖3所示．
（1）讀出滑塊的寬度d=

1.50

cm．
（2）滑塊通過光電門1的速度為v_l，通過光電門2的速度v₂，則v₂=

0.30

m/s；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）若用米尺測(cè)量出兩個(gè)光電門之間的距離為L(zhǎng)（已知L遠(yuǎn)大于d），已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速為g，則滑塊與木板動(dòng)摩擦因數(shù)u表達(dá)式為

v 2 1 - v 2 2

2gL

（用字母v_l、v₂、L、g表示）

Answer 1

分析：（1）游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺的示數(shù)之和是游標(biāo)卡尺的示數(shù)，由圖3所示游標(biāo)卡尺可以讀出滑塊的寬度．
（2）已知滑塊的寬度與擋光時(shí)間，由速度公式可以求出滑塊的速度．
（3）由加速度定義式求出滑塊的加速度，由牛頓第二定律及滑動(dòng)摩擦力公式可以求出動(dòng)摩擦因數(shù)．

解答：解：（1）由圖示游標(biāo)卡尺可知，主尺示數(shù)是1.5cm，游標(biāo)尺示數(shù)是0×0.1mm=0.0mm=0.00cm，滑塊的寬度d=1.5cm+0.00c=1.50cm；
（2）速度v₂=

d

t2

=

1.50×10-2m

5.0×10-2s

=0.30m/s；
（3）滑塊做勻減速運(yùn)動(dòng)，由速度位移公式可得：v₂²-v₁²=2（-a）L，a=

v 2 1 - v 2 2

2L

，由牛頓第二定律得：μmg=ma，μ=

v 2 1 - v 2 2

2gL

；
故答案為：（1）1.50；（2）0.30；（3）

v 2 1 - v 2 2

2gL

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了游標(biāo)卡尺讀數(shù)、求滑塊的速度、求動(dòng)摩擦因數(shù)；游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺示數(shù)之和為游標(biāo)卡尺示數(shù)，對(duì)游標(biāo)卡尺讀數(shù)時(shí)，不能估讀．