Question

某实验小组利用如图甲所示的实验装置测量小物块与水平面之间的动摩擦因数,弹簧左端固定在挡板上,带有遮光条的小物块将弹簧压缩至C处,释放后物块与弹簧分离后通过P处光电计时器的光电门,小物块通过光电门P后停在水平面上某点B。已知当地重力加速度为g。

（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙所示,其读数d=   cm。

（2）为了测量动摩擦因数,需要测量的物理量及其符号是  ,动摩擦因数μ=  （用测量的量表示）。

（3）改变弹簧压缩位置,释放木块进行多次测量后,为了减小实验误差,可采用图象法即通过画出较合理的图象来处理实验数据,你认为应该建立的坐标系为:纵坐标用物理量    ,横坐标用物理量     。

（4）若已经测得物块与水平面间的动摩擦因数为μ,物体质量为m,重力加速度为g,只需再测出另一物理量即可测出弹簧的弹性势能,写出其物理量及其符号    ,写出弹性势能的表达式   。

Answer

（1）0．420 （2）挡光条宽度d,通过光电门时间t,光电门到物块停止处的距离x ;

（3）释放木块处到最终停止处的距离 （4）s． E弹=μmgs；

【解析】试题分析：①主尺的刻度：4mm，游标尺上的第20个刻度与主尺的刻度对齐，读数是：0．02×10=0．20mm，总读数：4mm+0．20mm=4．20mm=0．420cm；

②实验的原理：根据遮光条的宽度与滑块通过光电门的时间即可求得滑块的速度：；因此需要：挡光条宽度d，通过光电门时间t，B到C的过程中，摩擦力做功，根据动能定理得：-μmgx=0-mv2；

联立以上两个公式得动摩擦因数的表达式：, 还需要测量的物理量是：光电门P与C之间的距离x．

③由动摩擦因数的表达式可知，μ与t2和x的乘积成反比，所以x与的图线是过原点的直线，

应该建立的坐标系为：纵坐标用物理量，横坐标用物理量x．

④根据功能关系，释放物体后，弹簧的弹性势能减小，通过摩擦力做功，转化为内能，则有：E弹=Wf=μmgs； 因此需要测量释放木块处到最终停止处的距离s．

考点：测量小物块与水平面之间的动摩擦因数

【名师点睛】本题通过动能定理得出动摩擦因数的表达式，从而确定要测量的物理量．要先确定实验的原理，然后依据实验的原理解答即可．